ορισμός
Οι ίνες άνθρακα υψηλότερης τάξης αναφέρονται σε ίνες άνθρακα με υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό (μεγαλύτερη από 4,5 GPa) και υψηλό συντελεστή εφελκυσμού (μεγαλύτερο από 250 GPa). Σε σύγκριση με τις συνήθεις ίνες άνθρακα, οι ίνες άνθρακα υψηλής τάξης είναι πυκνότερες σε δομή και έχουν λιγότερα ελαττώματα, επομένως έχει καλύτερες μηχανικές ιδιότητες και θερμική σταθερότητα.
Χαρακτηριστικά των ινών άνθρακα υψηλού επιπέδου
Υψηλή αντοχή: Η αντοχή εφελκυσμού των υψηλής ποιότητας ίνας άνθρακα είναι 5-7 φορές εκείνη του χάλυβα και περισσότερο από 10 φορές εκείνη του κράματος αλουμινίου.
Υψηλό συντελεστή: Το μέτρο εφελκυσμού των ινών άνθρακα υψηλής τάξης είναι 2-3 φορές εκείνος του χάλυβα και περισσότερο από 5 φορές αυτό του κράματος αλουμινίου.
Χαμηλή πυκνότητα: Η πυκνότητα των ινών άνθρακα υψηλής τάξης είναι μόνο 1 7-2.
Αντίσταση υψηλής θερμοκρασίας: Οι ίνες άνθρακα υψηλής ποιότητας μπορούν να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες άνω των 2000 βαθμών σε ένα αδρανές περιβάλλον αερίου.
Αντίσταση διάβρωσης: Οι ίνες άνθρακα υψηλής τάξης έχουν εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση σε χημικά μέσα όπως οξέα, αλκαλικά και άλατα.
Χαμηλός συντελεστής επέκτασης: Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των ινών άνθρακα υψηλής τάξης είναι κοντά στο μηδέν και η σταθερότητα διαστάσεων είναι εξαιρετική στο περιβάλλον των μεταβολών της θερμοκρασίας.
Ηλεκτρική και θερμική αγωγιμότητα: Οι ίνες άνθρακα υψηλής ποιότητας έχουν καλές ιδιότητες ηλεκτρικής και θερμικής αγωγιμότητας και μπορούν να ρυθμιστούν ανάλογα με τις ανάγκες.
Η διαδικασία κατασκευής των ινών άνθρακα υψηλής τεχνολογίας
Η διαδικασία κατασκευής των ινών άνθρακα υψηλής τάξης περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα βήματα:
1
>>
Προετοιμασία πρόδρομης:
Υψηλής ποιότητας πολυακρυλονιτρίλιο (PAN) ή άσφαλτο επιλέγεται ως πρώτη ύλη και ο πρόδρομος γίνεται μέσω περιστροφής, σύνταξης και άλλων διαδικασιών.
2
>>
Προ-οξείδωση:
Ο πρόδρομος προ-οξειδώνεται στον αέρα σε βαθμό 200-300 για να διασχίσει τη μοριακή δομή του για να σχηματίσει μια σταθερή τραπεζοειδή δομή.
3
>>
Ανθρακοποίηση:
Ο προ-οξειδωμένος πρόδρομος θερμαίνεται σε 1000-1500 βαθμό σε περιβάλλον αδρανούς αερίου για να καταστεί η περιεκτικότητα σε άνθρακα να φτάσει πάνω από 90%.
4
>>
Γραφιτοποίηση%3α
Η ανθρακοποιημένη ίνα θερμαίνεται σε βαθμό 2500-3000 σε ένα περιβάλλον αδρανούς αερίου για να καταστήσει την δομή του κρυσταλλίτη γραφίτη πιο τέλεια και να βελτιώσει το συντελεστή και τη δύναμη της ίνας.
5
>>
Επιφανειακή επεξεργασία:Η επιφανειακή επεξεργασία των γραφειοποιημένων ινών για τη βελτίωση της αντοχής τους με διεπιφανειακό δεσμό με τη μήτρα ρητίνης.
6
6
Δείκτες απόδοσης ινών άνθρακα υψηλής ποιότητας
| Μετρήσεις απόδοσης | Αριθμητική αξία |
| Αντοχή σε εφελκυσμό (GPA) | 4.5-7.0 |
| Μέτρο εφελκυσμού (GPA) | 250-400 |
| Πυκνότητα (g/cm 鲁) | 1.7-2.0 |
| Επιμήκυνση στο διάλειμμα (%) | 1.5-2.0 |
| Συντελεστής θερμικής διαστολής (10 鈦烩伓/k) | -1 |
| Θερμική αγωγιμότητα (W/M 路 K) | 10~20 |
| Αντίσταση (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
