1. Vrstvená štruktúra a vysoké modulové charakteristiky uhlíkových vlákien
Uhlíkové vlákna, materiál vyrobený z organických vlákien karbonizovaných pri vysokej teplote, má jedinečnú vrstvovú štruktúru a kovalentné spojenie väzby, ktoré je zdrojom jeho vysokého modulu. Počas procesu karbonizácie sa postupne odstraňujú non-uhlíkové prvky v organických vláknach, čím sa ponecháva vysoko orientovaná štruktúra vrstvy atómu uhlíka. Tieto vrstvy atómov uhlíka sú pevne spojené silnými kovalentnými väzbami, ktoré tvoria vrstvenú štruktúru podobnú grafitu, ale s riadnejšou orientáciou medzivrstvy. Táto štruktúra poskytuje uhlíkové vlákno extrémne vysoký modul v axiálnom smere, to znamená schopnosť odolávať deformácii.
Vysoký modul je významným znakom materiálov z uhlíkových vlákien, čo znamená, že pri vystavení sile si uhlíkové vlákna dokážu udržať dobrú stabilitu tvaru a nie je ľahké deformovať. Táto funkcia je rozhodujúca pre aplikácie, ktoré musia odolávať vysokému stresu a vysokému zaťaženiu, ako je letecký priestor, výroba automobilov, športový tovar a ďalšie oblasti.
2. Vysoké uchovávanie modulov a výhody Frézovaný prášok z uhlíkových vlákien pre vodivé prísady
Frézovaný prášok z uhlíkových vlákien pre vodivé prísady je jemný granulovaný materiál získaný drvením uhlíkových vlákien špeciálnym procesom. Aj keď sa veľkosť častíc zmenšuje, zachová sa základná štruktúra a vlastnosti uhlíkových vlákien, najmä jej vysoké modulové charakteristiky. Ak sa tento prášok pridá do matricového materiálu ako vodivosť aditívna alebo fáza výstuže, je úplne demonštrovaná jeho vysoká výhoda modulu.
Významne zlepšujú modul materiálu
Vysoké modulové vlastnosti frézovaného prášku z uhlíkových vlákien pre vodivé prísady mu umožňujú významne zlepšiť celkový modul materiálu, keď sa pridajú do maticového materiálu. To znamená, že kompozitný materiál je ťažší a odolnejší, keď je vystavený stresu a vydrží väčšiu deformáciu a zaťaženie. Táto vlastnosť je obzvlášť dôležitá pre štrukturálne časti, ktoré si vyžadujú vysokú pevnosť a vysokú tuhosť.
Zvýšiť stabilitu materiálu
Vysoký modul frézovaný prášok z uhlíkových vlákien pre vodivé prísady môže tiež zvýšiť rozmerovú stabilitu a tepelnú stabilitu materiálu. Pri zmenách teploty alebo napätí môže kompozitný materiál udržiavať dobrý tvar a rozmerovú stabilitu a nie je náchylný na deformáciu alebo praskanie. Táto funkcia je rozhodujúca pre vybavenie alebo komponenty, ktoré musia pracovať v drsnom prostredí.
Zlepšiť odolnosť proti únave materiálu
Vysoký modul frézovaného prášku z uhlíkových vlákien pre vodivé prísady tiež pomáha zlepšovať únavovú odolnosť kompozitných materiálov. Pri cyklickom zaťažení môže kompozitný materiál udržiavať dobré mechanické vlastnosti a trvanlivosť a nie je náchylný na únavu. To má veľký význam pre štrukturálne časti, ktoré musia dlhú dobu vydržať striedavé zaťaženie.
3. Proces prípravy prášku z uhlíkových vlákien
Proces prípravy prášku z uhlíkových vlákien je kľúčovým spojením, aby sa zabezpečilo, že jeho vysoké charakteristiky modulu sa zachovajú a vyvíjajú. Hlavné prípravné kroky a procesné body prášku z uhlíkových vlákien budú podrobne uvedené nižšie.
Výber suroviny a predbežné ošetrenie
Príprava prášku z uhlíkových vlákien najskôr vyžaduje výber vysokokvalitných surovín uhlíkových vlákien. Uhlíkové vlákno na báze polyakrylonitrilu (PAN) sa používa ako surovina, pretože má vynikajúce mechanické vlastnosti a karbonizáciu. Po výbere suroviny je potrebné predbežné ošetrenie, ako je čistenie a sušenie, aby sa odstránili povrchové nečistoty a vlhkosť, aby sa zabezpečilo hladký pokrok následného spracovania.
Ošetrenie karbonizáciou
Karbonizácia je jedným z kľúčových krokov pri príprave uhlíkových vlákien. Predbežne ošetrené uhlíkové vlákno sa umiestni do vysokoteplotnej pece a podrobené ošetreniu karbonizácie s vysokou teplotou pri ochrane inertného plynu (ako je dusík). Teplota karbonizácie sa zvyčajne reguluje medzi 1 000-3000 ℃ a upravuje sa podľa požadovaného výkonu a účelu uhlíkových vlákien. Počas procesu karbonizácie sa postupne odstraňujú non-uhlíkové prvky v organickom vlákne, čím sa vytvára vysoko orientovaná štruktúra vrstvy atómu uhlíka za vzniku uhlíkových vlákien.
Drvenie a brúsenie
Karbonizované uhlíkové vlákna sú zvyčajne vo forme dlhých vlákien. Aby sa uspokojili potreby konkrétnych aplikácií, je potrebné ich rozdrviť do jemných častíc. Proces drvenia sa môže vykonávať mechanickým drvením, drvením prúdenia vzduchu a inými metódami. Brúsenie je ďalej zlepšovať jemnosť a rovnomernosť prášku z uhlíkových vlákien, zvyčajne s použitím vybavenia, ako sú guľové mlyny a vibračné mlyny. Prostredníctvom drvenia a mletia je možné získať prášok z uhlíkových vlákien s rovnomernou veľkosťou častíc a dobrou disperziou.
Povrchové ošetrenie a úprava
Aby sa zlepšila kompatibilita a väzba medzi práškom z uhlíkových vlákien a matricovými materiálmi, môže byť ošetrená a modifikovaná povrchom. Povrchové ošetrenie sa môže vykonávať chemickým ošetrením, fyzikálnym spracovaním alebo plazmovým ošetrením, aby sa zlepšila povrchová aktivita a zmáčateľnosť prášku z uhlíkových vlákien. Modifikácia je zmena povrchových vlastností a chemickej štruktúry prášku z uhlíkových vlákien pridaním špecifických prísad alebo vykonaním chemického štepenia a ďalších reakcií, aby sa zlepšilo potreby špecifických aplikácií.
Predchádzajúce
