Süsinikkiud on kiudmaterjal, mille süsinikusisaldus on üle 95%. Sellel on suurepärased mehaanilised, keemilised, elektrilised ja muud suurepärased omadused. See on "uute materjalide kuningas" ja strateegiline materjal, millest sõjalises ja tsiviilarengus puudub. Tuntud kui "must kuld".
Süsinikkiu tootmisliin on järgmine:
Kuidas valmistatakse õhukest süsinikkiudu?
Süsinikkiu tootmisprotsessi tehnoloogia on praeguseks arenenud ja küpsenud. Süsinikkiust komposiitmaterjalide pideva arenguga eelistavad seda üha enam kõik eluvaldkonnad, eriti lennunduse, autode, raudteede, tuuleenergia labade jne tugev kasv ning selle edasiviiv mõju, süsinikkiutööstuse areng. . Väljavaated on veelgi laiemad.
Süsinikkiutööstuse ahela saab jagada üles- ja allavoolu. Ülesvoolu viitab tavaliselt süsinikkiust spetsiifiliste materjalide tootmisele; allavoolu viitab tavaliselt süsinikkiust rakenduskomponentide tootmisele. Ette- ja allavoolu vahepealsed ettevõtted võivad neid pidada süsinikkiu tootmisprotsessis seadmete tarnijaks. Nagu on näidatud joonisel:
Kogu protsess toorsiidist süsinikkiuni süsinikkiutööstuse ahelast ülesvoolu peab läbima sellised protsessid nagu oksüdeerimisahjud, karboniseerimisahjud, grafitiseerimisahjud, pinnatöötlus ja suuruse määramine. Kiudude struktuuris domineerib süsinikkiud.
Süsinikkiutööstuse ahela ülesvoolu osa kuulub naftakeemiatööstusesse ja akrüülnitriili saadakse peamiselt toornafta rafineerimise, krakkimise, ammoniaagi oksüdeerimise jne kaudu; Polüakrüülnitriilprekursorkiud, süsinikkiud saadakse lähtekiu eeloksüdeerimisel ja karboniseerimisel ning süsinikkiust komposiitmaterjal saadakse süsinikkiu ja kõrgekvaliteedilise vaigu töötlemisel, et see vastaks kasutusnõuetele.
Süsinikkiu tootmisprotsess hõlmab peamiselt tõmbamist, joonistamist, stabiliseerimist, karboniseerimist ja grafitimist. Nagu on näidatud joonisel:
Joonis:See on esimene samm süsinikkiu tootmisprotsessis. See eraldab tooraine peamiselt kiududeks, mis on füüsiline muutus. Selle protsessi käigus toimub massiülekanne ja soojusülekanne pöörleva vedeliku ja koagulatsioonivedeliku vahel ning lõpuks PAN-sadestamine. Filamendid moodustavad geelstruktuuri.
Joonistamine:nõuab temperatuuri 100 kuni 300 kraadi, et töötada koos orienteeritud kiudude venitusefektiga. See on ka PAN-kiudude kõrge mooduli, kõrge tugevdamise, tihendamise ja täiustamise oluline samm.
Stabiilsus:Termoplastne PAN lineaarne makromolekulaarne ahel muudetakse mitteplastiliseks kuumuskindlaks trapetsikujuliseks struktuuriks kuumutamise ja oksüdeerimise meetodil 400 kraadi juures, nii et see ei sula ja ei sütti kõrgel temperatuuril, säilitades kiu kuju ja termodünaamika on stabiilses olekus.
Karboniseerimine:PAN-is on vaja välja tõrjuda süsinikuvabad elemendid temperatuuril 1000 kuni 2000 kraadi ja lõpuks genereerida turbostraatilise grafiitstruktuuriga süsinikkiud süsinikusisaldusega üle 90%.
Grafitiseerimine: selleks on vaja temperatuuri 2000–3000 kraadi, et muuta amorfsed ja turbostraatsed karboniseeritud materjalid kolmemõõtmelisteks grafiitstruktuurideks, mis on peamine tehniline meede süsinikkiudude mooduli parandamiseks.
Süsinikkiu detailne protsess toorsiidi tootmisprotsessist kuni valmistooteni seisneb selles, et PAN-toorsiidi toodetakse eelmise toorsiidi tootmisprotsessiga. Pärast traadisööturi märja kuumusega eeltõmbamist kantakse see järjestikku tõmbemasina abil eeloksüdeerimisahju. Pärast eeloksüdatsiooniahju rühmas erinevatel gradienditemperatuuridel küpsetamist moodustuvad oksüdeeritud kiud, see tähendab eeloksüdeeritud kiud; eeloksüdeeritud kiud moodustuvad pärast keskmise ja kõrge temperatuuriga karboniseerimisahjude läbimist süsinikkiududeks; süsinikkiud allutatakse seejärel lõplikule pinnatöötlusele, liimimisele, kuivatamisele ja muudele protsessidele, et saada süsinikkiust tooteid. . Kogu pideva traadi etteandmise ja täpse juhtimise protsess, mis tahes protsessi väike probleem, mõjutab stabiilset tootmist ja lõpliku süsinikkiust toote kvaliteeti. Süsinikkiu tootmisel on pikk protsessivoog, palju tehnilisi võtmepunkte ja kõrged tootmistõkked. See on mitme valdkonna ja tehnoloogia integratsioon.
Ülaltoodud on süsinikkiust valmistamine, vaatame, kuidas süsinikkiust kangast kasutatakse!
Süsinikkiust riidest toodete töötlemine
1. Lõikamine
Prepreg võetakse külmhoonest välja miinus 18 kraadi juures. Pärast ärkamist on esimene samm materjali täpne lõikamine vastavalt automaatse lõikemasina materjali diagrammile.
2. Sillutis
Teine samm on paigaldustööriistale prepreg-kiht ja erinevate kihtide paigaldamine vastavalt projekteerimisnõuetele. Kõik protsessid viiakse läbi laserpositsioneerimisel.
3. Moodustamine
Automatiseeritud käsitsemisroboti kaudu saadetakse toorik survevormimiseks vormimismasinasse.
4. Lõikamine
Pärast vormimist saadetakse toorik lõikeroboti tööjaama neljandaks lõikamise ja jäme eemaldamise etapiks, et tagada tooriku mõõtmete täpsus. Seda protsessi saab kasutada ka CNC-ga.
5. Puhastamine
Viiendaks sammuks on puhastusjaamas kuivjääpuhastus, et eemaldada eraldusaine, mis on mugav järgnevaks liimikatmisprotsessiks.
6. Liim
Kuues samm on liimimisrobotijaamas struktuurliimi pealekandmine. Liimimisasend, liimi kiirus ja liimi väljund on kõik täpselt reguleeritud. Osa metallosadega ühendamisest on needitud, mis viiakse läbi neetimisjaamas.
7. Montaaži kontroll
Pärast liimi pealekandmist pannakse kokku sisemine ja välimine paneel. Pärast liimi kõvenemist tehakse sinise valguse tuvastamine, et tagada võtmeaukude, punktide, joonte ja pindade mõõtmete täpsus.
Süsinikkiudu on raskem töödelda
Süsinikkiul on nii süsinikmaterjalide tugev tõmbetugevus kui ka kiudude pehme töödeldavus. Süsinikkiud on uus materjal, millel on suurepärased mehaanilised omadused. Võtke näiteks süsinikkiud ja meie tavaline teras, süsinikkiu tugevus on umbes 400–800 MPa, tavalise terase tugevus aga 200–500 MPa. Sitkust vaadates on süsinikkiud ja teras põhimõtteliselt sarnased ning ilmset erinevust pole.
Süsinikkiul on suurem tugevus ja kaal kergem, seega võib süsinikkiudu nimetada uute materjalide kuningaks. Selle eelise tõttu on süsinikkiuga tugevdatud komposiitide (CFRP) töötlemisel maatriksil ja kiududel keeruline sisemine interaktsioon, mistõttu nende füüsikalised omadused erinevad metallide omadest. CFRP tihedus on palju väiksem kui metallidel, samas kui tugevus on suurem kui enamikul metallidel. CFRP ebahomogeensuse tõttu toimub töötlemise ajal sageli kiudude väljatõmbamine või maatrikskiu eraldumine; CFRP-l on kõrge kuumakindlus ja kulumiskindlus, mis muudab selle töötlemisel seadmetele nõudlikumaks, mistõttu tootmisprotsessis tekib suur hulk lõikesoojust, mis on seadmete kulumisel tõsisem.
Samal ajal muutuvad selle kasutusvaldkondade pideva laienemisega nõuded aina delikaatsemaks ning materjalide rakendatavuse ja CFRP kvaliteedinõuded karmistuvad, mis põhjustab ka töötlemiskulusid. tõusma.
Süsinikkiudplaadi töötlemine
Pärast süsinikkiudplaadi kõvenemist ja vormimist on täpsusnõuete või montaaživajaduste jaoks vajalik järeltöötlus, näiteks lõikamine ja puurimine. Samadel tingimustel, nagu lõikeprotsessi parameetrid ja lõikesügavus, on erinevatest materjalidest, suurusest ja kujust tööriistade ja puuride valikul väga erinev mõju. Samal ajal mõjutavad töötlemistulemusi ka sellised tegurid nagu tööriistade ja trellide tugevus, suund, aeg ja temperatuur.
Järeltöötlusprotsessis proovige valida teemantkattega ja tahke karbiidpuuriga terariist. Tööriista ja puuri enda kulumiskindlus määrab töötlemise kvaliteedi ja tööriista kasutusea. Kui tööriist ja puur ei ole piisavalt teravad või neid kasutatakse valesti, ei kiirenda see mitte ainult kulumist, suurendab toote töötlemiskulusid, vaid kahjustab ka plaati, mõjutades plaadi kuju ja suurust ning plaadil olevate aukude ja soonte mõõtmete stabiilsus. Põhjustab materjali kihilist rebenemist või isegi ploki kokkuvarisemist, mille tulemuseks on kogu plaadi lammutamine.
Puurimiselsüsinikkiust lehed, mida suurem on kiirus, seda parem on efekt. Puuriterade valikul sobib PCD8 esiserva puuri unikaalne puuriotsa disain paremini süsinikkiust lehtedele, mis suudavad paremini läbida süsinikkiust lehti ja vähendada delaminatsiooni ohtu.
Paksu süsinikkiust lehtede lõikamisel on soovitatav kasutada vasaku ja parema spiraalse servakujundusega kahe teraga survefreesi. Sellel teraval lõikeserval on nii ülemised kui ka alumised spiraalsed otsad, et tasakaalustada tööriista telgjõudu lõikamise ajal üles ja alla. , tagamaks, et tekkiv lõikejõud suunatakse materjali siseküljele, et saavutada stabiilsed lõiketingimused ja pärssida materjali delaminatsiooni. Ruuteri "Pineapple Edge" ülemise ja alumise rombikujulise serva disain suudab tõhusalt lõigata ka süsinikkiust lehti. Selle sügav laastukülm võib lõikamisprotsessi ajal laastude eraldumise kaudu eemaldada palju lõikesoojust, et vältida süsinikkiudude kahjustamist. lehe omadused.
01 Pidev pikk kiud
Toote omadused:Süsinikkiudude tootjate levinuim tootevorm, kimp koosneb tuhandetest monokiududest, mis jagunevad keerdumismeetodi järgi kolme tüüpi: NT (Never Twisted, untwisted), UT (Untwisted, untwisted), TT või ST ( Twisted, twisted), millest NT on kõige sagedamini kasutatav süsinikkiud.
Peamine rakendus:Peamiselt kasutatakse komposiitmaterjalide jaoks, nagu CFRP, CFRTP või C/C komposiitmaterjalid, ning kasutusvaldkonnad hõlmavad õhusõidukite / kosmoseseadmete, spordikaupade ja tööstusseadmete osi.
02 Staapelkiudlõng
Toote omadused:Lühikeste kiududega lõng, lühikestest süsinikkiududest kedratud lõngad, nagu üldotstarbelised pigipõhised süsinikkiud, on tavaliselt lühikeste kiudude kujul.
Peamised kasutusalad:soojusisolatsioonimaterjalid, hõõrdumisvastased materjalid, C/C komposiitdetailid jne.
03 süsinikkiust kangas
Toote omadused:See on valmistatud pidevast süsinikkiust või süsinikkiust kedratud lõngast. Kudumismeetodi järgi võib süsinikkiust kangaid jagada kootud kangasteks, silmkoekangasteks ja mittekootud kangasteks. Praegu on süsinikkiust kangad tavaliselt kootud kangad.
Peamine rakendus:Sama, mis pidev süsinikkiud, mida kasutatakse peamiselt komposiitmaterjalides, nagu CFRP, CFRTP või C/C komposiitmaterjalid, ning kasutusvaldkonnad hõlmavad õhusõidukite / kosmoseseadmete, spordikaupade ja tööstusseadmete osi.
04 Süsinikkiust punutud vöö
Toote omadused:See kuulub teatud tüüpi süsinikkiust kangasse, mis on samuti kootud pidevast süsinikkiust või süsinikkiust kedratud lõngast.
Peamine kasutusala:Kasutatakse peamiselt vaigupõhiste armeerimismaterjalide jaoks, eriti torutoodete tootmiseks ja töötlemiseks.
05 Tükeldatud süsinikkiud
Toote omadused:Erinevalt süsinikkiust kedratud lõnga kontseptsioonist valmistatakse see tavaliselt pidevast süsinikkiust tükeldatud töötlemise teel ja kiu tükeldatud pikkust saab vastavalt kliendi vajadustele lõigata.
Peamised kasutusalad:Tavaliselt kasutatakse plastide, vaikude, tsemendi jne seguna, maatriksisse segades saab parandada mehaanilisi omadusi, kulumiskindlust, elektrijuhtivust ja kuumakindlust; viimastel aastatel on 3D-printimise süsinikkiudkomposiitide tugevdavad kiud enamasti tükeldatud süsinikkiud. peamine.
06 Süsinikkiu lihvimine
Toote omadused:Kuna süsinikkiud on habras materjal, saab selle pärast jahvatamist, st süsinikkiu jahvatamist, valmistada pulbriliseks süsinikkiudmaterjaliks.
Peamine rakendus:sarnane tükeldatud süsinikkiuga, kuid kasutatakse harva tsemendi tugevdamisel; kasutatakse tavaliselt plasti, vaigu, kummi jne seguna maatriksi mehaaniliste omaduste, kulumiskindluse, elektrijuhtivuse ja kuumakindluse parandamiseks.
07 Süsinikkiust matt
Toote omadused:Põhivorm on vilt või matt. Esiteks kihistatakse lühikesed kiud mehaanilise kraasimise ja muude meetoditega ning seejärel valmistatakse need ette nõelaga mulgustamise teel; Tuntud ka kui süsinikkiust lausriie, kuulub see teatud tüüpi süsinikkiust kootud kangasse.Peamised kasutusalad:soojusisolatsioonimaterjalid, vormitud soojusisolatsioonimaterjali aluspinnad, kuumakindlad kaitsekihid ja korrosioonikindlad kihtsubstraadid jne.
08 Süsinikkiust paber
Toote omadused:See on valmistatud süsinikkiust kuiva või märja paberi valmistamise protsessiga.
Peamised kasutusalad:antistaatilised plaadid, elektroodid, kõlarikoonused ja soojendusplaadid; Viimaste aastate kuumad rakendused on uued energiasõidukite aku katoodmaterjalid jne.
09 Süsinikkiust prepreg
Toote omadused:süsinikkiuga immutatud termoreaktiivsest vaigust poolkarastatud vahematerjal, millel on suurepärased mehaanilised omadused ja mida kasutatakse laialdaselt; süsinikkiust prepregi laius sõltub töötlemisseadmete suurusest ja levinud spetsifikatsioonid hõlmavad 300 mm, 600 mm ja 1000 mm laiust prepreg materjali.
Peamine rakendus:lennukid/lennundusseadmed, spordikaubad ja tööstusseadmed jne.
010 süsinikkiust komposiitmaterjal
Toote omadused:Süsinikkiuga segatud termoplastsest või termoreaktiivsest vaigust valmistatud survevalumaterjal, segule lisatakse erinevaid lisandeid ja tükeldatud kiude ning seejärel segatakse.
Peamine rakendus:Materjali suurepärase elektrijuhtivuse, suure jäikuse ja kerge kaalu eelistele tuginedes kasutatakse seda peamiselt seadmete korpustes ja muudes toodetes.
Toodame kaklaaskiust otseheide,klaaskiust matid, klaaskiudvõrk, jaklaaskiust kootud heie.
Võta meiega ühendust:
Telefoninumber:+8615823184699
Telefoninumber: +8602367853804
Email:marketing@frp-cqdj.com
Postitusaeg: juuni-01-2022
