కార్బన్ ఫైబర్ మిశ్రమ పదార్థాల తయారీ ప్రక్రియ

కార్బన్-కార్బన్ కాంపోజిట్ మెటీరియల్స్ యొక్క అవలోకనం

కార్బన్/కార్బన్ (C/C) మిశ్రమ పదార్థంఅధిక బలం మరియు మాడ్యులస్, కాంతి నిర్దిష్ట గురుత్వాకర్షణ, చిన్న ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, తుప్పు నిరోధకత, థర్మల్ షాక్ నిరోధకత, మంచి ఘర్షణ నిరోధకత మరియు మంచి రసాయన స్థిరత్వం వంటి అద్భుతమైన లక్షణాల శ్రేణితో కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ కాంపోజిట్ మెటీరియల్. ఇది ఒక కొత్త రకం అల్ట్రా-హై టెంపరేచర్ కాంపోజిట్ మెటీరియల్.

C/C మిశ్రమ పదార్థంఅద్భుతమైన థర్మల్ స్ట్రక్చర్-ఫంక్షనల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్. ఇతర అధిక-పనితీరు గల మిశ్రమ పదార్థాల వలె, ఇది ఫైబర్-రీన్ఫోర్స్డ్ దశ మరియు ప్రాథమిక దశతో కూడిన మిశ్రమ నిర్మాణం. తేడా ఏమిటంటే రీన్ఫోర్స్డ్ ఫేజ్ మరియు బేసిక్ ఫేజ్ రెండూ ప్రత్యేక లక్షణాలతో స్వచ్ఛమైన కార్బన్‌తో కూడి ఉంటాయి.

కార్బన్/కార్బన్ మిశ్రమ పదార్థాలుప్రధానంగా కార్బన్ ఫీల్డ్, కార్బన్ క్లాత్, కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్‌మెంట్‌గా మరియు ఆవిరి డిపాజిటెడ్ కార్బన్‌ను మ్యాట్రిక్స్‌గా తయారు చేస్తారు, అయితే ఇది కార్బన్ అనే ఒక మూలకాన్ని మాత్రమే కలిగి ఉంటుంది. సాంద్రతను పెంచడానికి, కార్బొనైజేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కార్బన్ కార్బన్‌తో కలిపి లేదా రెసిన్ (లేదా తారు)తో కలిపినది, అంటే కార్బన్/కార్బన్ మిశ్రమ పదార్థాలు మూడు కార్బన్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడతాయి.

కార్బన్-కార్బన్ మిశ్రమ పదార్థాల తయారీ ప్రక్రియ

1) కార్బన్ ఫైబర్ ఎంపిక

కార్బన్ ఫైబర్ బండిల్స్ ఎంపిక మరియు ఫైబర్ ఫ్యాబ్రిక్స్ యొక్క నిర్మాణ రూపకల్పన తయారీకి ఆధారంC/C మిశ్రమం. C/C మిశ్రమాల యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలు మరియు థర్మోఫిజికల్ లక్షణాలను హేతుబద్ధంగా ఎంచుకోవడం ద్వారా ఫైబర్ రకాలు మరియు నూలు కట్ట అమరిక ధోరణి, నూలు కట్ట అంతరం, నూలు బండిల్ వాల్యూమ్ కంటెంట్ మొదలైన ఫాబ్రిక్ నేయడం పారామితులను నిర్ణయించవచ్చు.

2) కార్బన్ ఫైబర్ ప్రిఫార్మ్ తయారీ

కార్బన్ ఫైబర్ ప్రిఫార్మ్ అనేది డెన్సిఫికేషన్ ప్రక్రియను నిర్వహించడానికి ఉత్పత్తి ఆకృతి మరియు పనితీరు అవసరాలకు అనుగుణంగా ఫైబర్ యొక్క అవసరమైన నిర్మాణ ఆకృతిలో ఏర్పడిన ఖాళీని సూచిస్తుంది. ముందుగా రూపొందించిన నిర్మాణ భాగాలకు మూడు ప్రధాన ప్రాసెసింగ్ పద్ధతులు ఉన్నాయి: మృదువైన నేత, హార్డ్ నేత మరియు మృదువైన మరియు కఠినమైన మిశ్రమ నేత. ప్రధాన నేత ప్రక్రియలు: పొడి నూలు నేయడం, ముందుగా కలిపిన రాడ్ సమూహ అమరిక, చక్కటి నేత పంక్చర్, ఫైబర్ వైండింగ్ మరియు త్రీ-డైమెన్షనల్ మల్టీ-డైరెక్షనల్ మొత్తం నేత. ప్రస్తుతం, C కాంపోజిట్ మెటీరియల్స్‌లో ఉపయోగించే ప్రధాన నేత ప్రక్రియ త్రిమితీయ మొత్తం బహుళ-దిశాత్మక నేత. నేత ప్రక్రియలో, అన్ని నేసిన ఫైబర్లు ఒక నిర్దిష్ట దిశలో అమర్చబడి ఉంటాయి. ప్రతి ఫైబర్ దాని స్వంత దిశలో ఒక నిర్దిష్ట కోణంలో ఆఫ్‌సెట్ చేయబడుతుంది మరియు ఒకదానితో ఒకటి అల్లుకొని ఒక బట్టను ఏర్పరుస్తుంది. దీని లక్షణం ఏమిటంటే, ఇది త్రిమితీయ బహుళ-దిశాత్మక మొత్తం ఫాబ్రిక్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది C/C మిశ్రమ పదార్థం యొక్క ప్రతి దిశలో ఫైబర్‌ల వాల్యూమ్ కంటెంట్‌ను సమర్థవంతంగా నియంత్రించగలదు, తద్వారా C/C మిశ్రమ పదార్థం సహేతుకమైన యాంత్రిక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. అన్ని దిశలలో.

3) C/C డెన్సిఫికేషన్ ప్రక్రియ

డెన్సిఫికేషన్ యొక్క డిగ్రీ మరియు సామర్థ్యం ప్రధానంగా ఫాబ్రిక్ నిర్మాణం మరియు బేస్ మెటీరియల్ యొక్క ప్రక్రియ పారామితుల ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది. ప్రస్తుతం ఉపయోగించిన ప్రక్రియ పద్ధతులలో ఇంప్రెగ్నేషన్ కార్బొనైజేషన్, కెమికల్ ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD), రసాయన ఆవిరి చొరబాటు (CVI), రసాయన ద్రవ నిక్షేపణ, పైరోలిసిస్ మరియు ఇతర పద్ధతులు ఉన్నాయి. ప్రక్రియ పద్ధతులలో రెండు ప్రధాన రకాలు ఉన్నాయి: ఇంప్రెగ్నేషన్ కార్బొనైజేషన్ ప్రక్రియ మరియు రసాయన ఆవిరి చొరబాటు ప్రక్రియ.

లిక్విడ్ ఫేజ్ ఇంప్రెగ్నేషన్-కార్బొనైజేషన్

లిక్విడ్ ఫేజ్ ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్దతి సాపేక్షంగా సాపేక్షంగా సాపేక్షంగా సరళమైనది మరియు విస్తృత అన్వయతను కలిగి ఉంటుంది, కాబట్టి సి/సి మిశ్రమ పదార్థాలను తయారు చేయడానికి లిక్విడ్ ఫేజ్ ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి ఒక ముఖ్యమైన పద్ధతి. ఇది కార్బన్ ఫైబర్‌తో తయారు చేసిన ప్రీఫారమ్‌ను లిక్విడ్ ఇంప్రెగ్నెంట్‌లో ముంచి, ప్రెజరైజేషన్ ద్వారా ప్రెగ్నెంట్ పూర్తిగా ప్రిఫార్మ్ యొక్క శూన్యాలలోకి చొచ్చుకుపోయేలా చేయడం, ఆపై క్యూరింగ్, కార్బొనైజేషన్ మరియు గ్రాఫిటైజేషన్ వంటి వరుస ప్రక్రియల ద్వారా చివరకు పొందడంC/C మిశ్రమ పదార్థాలు. దీని ప్రతికూలత ఏమిటంటే, సాంద్రత అవసరాలను సాధించడానికి పదేపదే ఫలదీకరణం మరియు కార్బొనైజేషన్ చక్రాలను తీసుకుంటుంది. లిక్విడ్ ఫేజ్ ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతిలో గర్భం యొక్క కూర్పు మరియు నిర్మాణం చాలా ముఖ్యమైనవి. ఇది డెన్సిఫికేషన్ సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేయడమే కాకుండా, ఉత్పత్తి యొక్క యాంత్రిక మరియు భౌతిక లక్షణాలను కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది. లిక్విడ్ ఫేజ్ ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి ద్వారా C/C కాంపోజిట్ మెటీరియల్‌లను తయారు చేయడంలో ప్రెగ్నెంట్ యొక్క కార్బొనైజేషన్ దిగుబడిని మెరుగుపరచడం మరియు ప్రెగ్నెంట్ యొక్క స్నిగ్ధతను తగ్గించడం ఎల్లప్పుడూ కీలకమైన సమస్యలలో ఒకటి. అధిక స్నిగ్ధత మరియు గర్భిణీ యొక్క తక్కువ కార్బొనైజేషన్ దిగుబడి C/C మిశ్రమ పదార్థాల అధిక ధరకు ముఖ్యమైన కారణాలలో ఒకటి. ప్రెగ్నెంట్ యొక్క పనితీరును మెరుగుపరచడం C/C మిశ్రమ పదార్థాల ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం మరియు వాటి ధరను తగ్గించడమే కాకుండా C/C మిశ్రమ పదార్థాల యొక్క వివిధ లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తుంది. C/C మిశ్రమ పదార్థాల యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ చికిత్స కార్బన్ ఫైబర్ గాలిలో 360°C వద్ద ఆక్సీకరణం చెందడం ప్రారంభమవుతుంది. గ్రాఫైట్ ఫైబర్ కార్బన్ ఫైబర్ కంటే కొంచెం మెరుగ్గా ఉంటుంది మరియు దాని ఆక్సీకరణ ఉష్ణోగ్రత 420 ° C వద్ద ఆక్సీకరణం చెందడం ప్రారంభమవుతుంది. C/C మిశ్రమ పదార్థాల ఆక్సీకరణ ఉష్ణోగ్రత సుమారు 450°C. C/C మిశ్రమ పదార్థాలు అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఆక్సీకరణ వాతావరణంలో ఆక్సీకరణం చేయడం చాలా సులభం, మరియు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలతో ఆక్సీకరణ రేటు వేగంగా పెరుగుతుంది. వ్యతిరేక ఆక్సీకరణ చర్యలు లేనట్లయితే, అధిక-ఉష్ణోగ్రత ఆక్సీకరణ వాతావరణంలో C/C మిశ్రమ పదార్థాల దీర్ఘకాలిక ఉపయోగం అనివార్యంగా విపత్కర పరిణామాలకు కారణమవుతుంది. అందువల్ల, C/C మిశ్రమ పదార్థాల యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ చికిత్స దాని తయారీ ప్రక్రియలో ఒక అనివార్యమైన భాగంగా మారింది. యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ టెక్నాలజీ కోణం నుండి, దీనిని అంతర్గత యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ టెక్నాలజీ మరియు యాంటీ-ఆక్సిడేషన్ కోటింగ్ టెక్నాలజీగా విభజించవచ్చు.

రసాయన ఆవిరి దశ

రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD లేదా CVI) అనేది రంధ్రాలను పూరించడానికి మరియు సాంద్రతను పెంచే ప్రయోజనాన్ని సాధించడానికి కార్బన్‌ను నేరుగా ఖాళీ రంధ్రాలలో జమ చేయడం. డిపాజిట్ చేయబడిన కార్బన్ గ్రాఫిటైజ్ చేయడం సులభం మరియు ఫైబర్‌తో మంచి భౌతిక అనుకూలతను కలిగి ఉంటుంది. ఇది ఇంప్రెగ్నేషన్ పద్ధతి వంటి రీ-కార్బొనైజేషన్ సమయంలో తగ్గిపోదు మరియు ఈ పద్ధతి యొక్క భౌతిక మరియు యాంత్రిక లక్షణాలు మెరుగ్గా ఉంటాయి. అయితే, CVD ప్రక్రియలో, కార్బన్ ఖాళీ ఉపరితలంపై నిక్షిప్తం చేయబడితే, అది వాయువు అంతర్గత రంధ్రాలలోకి వ్యాపించకుండా నిరోధిస్తుంది. ఉపరితలంపై నిక్షిప్తమైన కార్బన్‌ను యాంత్రికంగా తొలగించి, ఆపై కొత్త రౌండ్ నిక్షేపణను నిర్వహించాలి. మందపాటి ఉత్పత్తుల కోసం, CVD పద్ధతికి కూడా కొన్ని ఇబ్బందులు ఉన్నాయి మరియు ఈ పద్ధతి యొక్క చక్రం కూడా చాలా పొడవుగా ఉంటుంది.