Ciri, aplikasi dan pembangunan gentian karbon
1.Ciri dan sifat gentian karbon
Bahan gentian karbon adalah hitam, keras, kekuatan tinggi, ringan dan bahan baharu lain dengan sifat mekanikal yang sangat baik.Graviti tentunya kurang daripada 1/4 keluli.Kekuatan tegangan bahan komposit resin gentian karbon biasanya melebihi 35000MPa, 7.9 kali ganda daripada keluli.Modulus tegangan keanjalan adalah antara 230000MPa dan 430000MPa.Oleh itu, kekuatan khusus CFRP, iaitu nisbah kekuatan bahan kepada ketumpatannya, adalah melebihi 20000MPa/(g/cm3), tetapi kekuatan tentu keluli A3 ialah 590MPa/(g/cm3) modulus elastik juga lebih tinggi daripada keluli.Semakin tinggi kekuatan spesifik bahan, semakin kecil berat diri bahagian, semakin tinggi modulus anjal spesifik, semakin besar ketegaran bahagian tersebut.Dalam pengertian ini, prospek penggunaan gentian karbon yang luas dalam kejuruteraan digambarkan.Melihat kepada sifat cemerlang banyak bahan komposit yang baru muncul, seperti Bahan gentian kaca komposit polimer, bahan komposit berasaskan logam, dan bahan komposit berasaskan seramik, ramai pakar meramalkan bahawa bahan komposit akan memasuki era aplikasi bahan yang meluas dari zaman keluli.
gentian karbon PAN dan bahan komposit gentian kaca:
(1) Sifat mekanikal, ketumpatan lebih rendah daripada logam, ringan;modulus tinggi, ketegaran tinggi, kekuatan tinggi, kekuatan keletihan yang tinggi, rintangan haus yang sangat baik dan pelinciran;pengecilan getaran yang sangat baik;
(2) Rintangan haba yang kecil, kestabilan, pekali pengembangan haba, kestabilan dimensi yang baik, kekonduksian terma;rintangan haba yang sangat baik dalam gas lengai;
(3) Ia tergolong dalam pelbagai bahan konduktif yang mempunyai kekonduksian elektrik dan sifat perisai gelombang elektromagnet, dan kekonduksian elektrik dan sifat perisai gelombang elektromagnet.(4) Ia sangat baik dalam penghantaran sinar-X, dan struktur yang sesuai boleh direka bentuk mengikut tujuan.
Pada tahun 2007, utama JepunPembekal gentian karbonToray Co., Ltd. bekerjasama dengan Nissan Motor dan syarikat lain untuk membangunkan bahan termaju menggunakan gentian karbon, yang boleh mengurangkan berat bahagian utama kereta, seperti casis.Teknologi baharu ini mengurangkan berat keseluruhan kereta sebanyak 10% dan meningkatkan penggunaan bahan api sebanyak 4% hingga 5%.Di samping itu, rintangan hentaman adalah 1.5 kali ganda daripada yang konvensional.Pengilang merancang untuk membawa teknologi baharu kepada kenderaan komersial dalam masa tiga tahun.Teknologi baharu itu menjanjikan untuk mempercepatkan penukaran bahan mentah automotif berpaksikan keluli dengan latar belakang peraturan bil bahan api yang lebih ketat untuk mengurangkan gas rumah hijau di seluruh dunia
2.Penggunaan gentian karbon
Gentian karbon ialah istilah umum untuk gentian dengan kandungan karbon lebih daripada 90%, dan dinamakan kerana kandungan karbonnya yang tinggi.Gentian karbon mempunyai pelbagai sifat yang sangat baik bagi unsur karbon, seperti graviti tentu kecil, rintangan haba, rintangan kejutan haba, rintangan kimia dan kekonduksian, dan lain-lain. Ia mempunyai belitan gentian dan sifat mekanikal yang sangat baik.Khususnya, kekuatan khusus dan modulus elastik khusus adalah tinggi, dan ia boleh menahan suhu tinggi 2000 di bawah keadaan mengasingkan oksigen.Ia adalah bahan mentah gentian kaca industri yang pentingdan sesuai untuk mengukuhkan bahan komposit, bahan ablasi dan bahan penebat haba.Ini adalah bahan baru yang dibangunkan pada awal 1960-an dan kini telah menjadi bahan baru yang sangat diperlukan dalam masyarakat moden.
Antara produk riadah, penggunaan pertama gentian karbon PAN ialah pancing.Pada masa ini, pengeluaran tahunan joran gentian karbon dunia adalah kira-kira 12 juta, dan jumlah gentian karbon yang digunakan ialah kira-kira 1,200 tan.Penggunaan gentian karbon dalam kayu golf bermula pada tahun 1972. Pada masa ini, pengeluaran tahunan fibra de carbonkelab golf di dunia adalah kira-kira 40 juta botol, dan jumlah gentian karbon adalah bersamaan dengan 2,000 tan.Penggunaan raket tenis bermula pada tahun 1974. Kini, dunia menghasilkan kira-kira 4.5 juta raket gentian karbon tahun lepas, dan penggunaan gentian karbon memerlukan kira-kira 500 tan.Antara lain, gentian karbon juga digunakan secara meluas dalam ski, bot salji, kayu ski, kayu besbol, permainan jalan raya, dan sukan marin.
Menyedari ringan, rintangan keletihan, rintangan kakisan dan sifat lain gentian karbon, ia digunakan secara meluas dalam industri aeroangkasa.Dalam bidang penerbangan angkasa, gentian karbon modulus tinggi telah digunakan dalam satelit buatan kerana beratnya yang ringan (ketegaran) dan kekonduksian terma kestabilan dimensi.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia telah digunakan dalam satelit komunikasi seperti iridium.
Sebatian pengacuan terutamanya dicampur ke dalam resin termoplastik dalam bentukgentian kaca helai cincang, yang mempunyai kesan pengukuhan, perisai gelombang anti-statik dan elektromagnet, dan digunakan secara meluas dalam peralatan rumah, peralatan pejabat, semikonduktor dan bidang yang berkaitan.
3. Status pengeluaran produk gentian karbon di negara saya
Pengeluaran dan penggunaan gentian karbon di negara saya masih di peringkat awal.Kapasiti pengeluaran gentian karbon domestik menyumbang hanya kira-kira 0.4% daripada jumlah pengeluarankain gentian karbon berprestasi tinggidi dunia, dan lebih daripada 90% penggunaan domestik bergantung kepada import.Kualiti prekursor PAN sentiasa menjadi halangan yang menyekat pengeluaran berskala besar industri gentian karbon di negara saya.Di samping itu, kerana gentian karbon telah lama dianggap sebagai bahan strategik, negara maju telah ditutup kepada dunia luar.Oleh itu, pakar industri percaya bahawa pengukuhan penyelidikan asas adalah asas inovasi dan cara asas untuk membangunkan industri gentian karbon domestik.
Negara saya mula mengkaji serat karbon dari tahun 1960-an hingga 1970-an, hampir seiring dengan dunia.Selepas lebih 30 tahun bekerja keras, Syarikat Toray Jepun telah membangunkan produk gentian karbon hampir dengan paras T300, tetapi pengeluaran dan kualiti tidak dapat memenuhi permintaan domestik, yang jauh dari negara asing.Berbanding dengan peringkat lanjutan antarabangsa, masalah luar biasa gentian karbon domestik adalah kekuatan gentian karbon rendah, keseragaman dan kestabilan yang lemah, dan tahap pembangunan hampir 20 hingga 30 tahun di belakang negara maju, dan skala pengeluaran adalah kecil, peralatan teknikal. adalah mundur, dan kecekapan pengeluaran adalah lemah.
Pada masa ini, kapasiti pengeluaran fibra de carbon pret dunia adalah kira-kira 35,000 tan, dan permintaan tahunan di pasaran China ialah kira-kira 6,500 tan.Ia adalah pengguna gentian karbon yang besar.Walau bagaimanapun, pengeluaran gentian karbon China pada tahun 2007 hanya kira-kira 200 tan, dan terutamanya produk berprestasi rendah.Kebanyakan industri bergantung kepada import, dan harganya sangat mahal.Sebagai contoh, pasaran T300 standard tidak mempunyai sokongan teknikal dengan hak harta intelek bebas, dan perusahaan domestik belum lagi menguasai teknologi teras gentian karbon yang lengkap.Kualiti, teknologi dan skala pengeluaran gentian karbon di negara saya sangat berbeza daripada di negara luar.Antaranya, teknologi gentian karbon berprestasi tinggi dimonopoli dan disekat oleh Jepun dan negara Barat.Oleh itu, ia memerlukan proses yang panjang untuk merealisasikan penyetempatan gentian karbon.Disebabkan kekurangan pasaran, terdapat "demam gentian karbon" di China sejak beberapa tahun kebelakangan ini, dan banyak institut dan perusahaan penyelidikan saintifik telah memulakan penyelidikan gentian karbon dan projek perindustrian seribu tan.
#Bahan gentian karbon#Bahan gentian kaca komposit polimer#Pembekal gentian karbon#gentian kaca helai cincang#kain gentian karbon berprestasi tinggi
Masa siaran: 27-Okt-2022