Introducere în fibra de carbon

Fibra de carbon este o fibră precursoare organică, cum ar fi poliacrilonitrilul (sau pasul, raionul), care este pirolizat și carbonizat într -un mediu de temperatură ridicată pentru a forma o structură a coloanei vertebrale de carbon și o fibră de polimer anorganic cu un conținut de carbon mai mare de 90%.

Fibra de carbon are proprietăți mecanice excelente și stabilitate chimică, densitate mică decât aluminiu, rezistență ridicată decât oțelul, printre fibrele de înaltă performanță care a fost în producția de masă, fibra de carbon are cea mai mare rezistență specifică și cel mai înalt modul specific al fibrei, și are o serie de proprietăți excelente, cum ar fi conductivitatea electrică, conducerea căldurii, rezistența la coroziune și o serie de alte materiale nu pot fi înlocuite.

Fibra de carbon este utilizată pe scară largă în lame aerospațiale, eoliene, sport și timp liber, vase sub presiune, materiale compozite de carbon/carbon, construcții de transport și alte câmpuri.

Fibrele de carbon pot fi clasificate în funcție de dimensiuni diferite, cum ar fi tipul de precursor, proprietăți mecanice, specificații de remorcare și procesul de preparare al precursorului. Standardele de clasificare pentru diferite tipuri de fibre de carbon sunt următoarele:

Tipuri de precursor: împărțit în fibră de carbon pe bază de PAN, fibră de carbon pe bază de pas și fibră de carbon pe bază de raion. Printre ele, fibra de carbon pe bază de PAN a ocupat rapid poziția principală de la introducerea sa în anii 1960, reprezentând mai mult de 90% din fibra totală de carbon datorită procesului său de producție relativ simplu, proprietăților mecanice excelente și gamei largi de utilizări. Scara de producție a bazată pe pas și bazată pe raze este mică. Prin urmare, în prezent, fibrele de carbon se referă, în general, la fibre de carbon pe bază de PAN.

Proprietăți mecanice: Proprietățile mecanice sunt utilizate în principal în industrie pentru a clasifica. Conform clasificării proprietăților mecanice ale standardului național actual pentru fibrele de carbon pe bază de poliacrilonitril GB/T 26752-2020}, fibrele de carbon pe bază de PAN sunt împărțite în patru categorii: tip de înaltă rezistență, mediu de înaltă rezistență-modulul mediu-modulus , tip cu modul ridicat și tip de rezistență ridicată și de tip mare.

Specificații de remorcare: în funcție de numărul de fibre de carbon, acesta poate fi împărțit în rate mici și tow -uri mari. În general, fibrele de carbon cu un număr de expoziții mai mici de 24k se numesc TOW -uri mici (1K reprezintă 1000 de filamente într -un pachet de fibre de carbon), iar cele peste 24k sunt numite TOW -uri mari. Fibra de carbon de remorcare mică are performanțe excelente, producție scăzută și preț ridicat și este utilizată în general în câmpuri de înaltă tehnologie, cum ar fi aerospațial, apărarea națională și industria militară. Produsele de remorcare mari au performanțe relativ scăzute, costuri reduse și un control dificil de producție și sunt utilizate pe scară largă în industriile de bază și în domeniile civile.

Procesul de preparare a precursorului: Conform selecției solventului de filare, continuitatea procesului de polimerizare, metoda procesului utilizat pentru filare etc., pregătirea precursorului poate fi împărțită în diferite tipuri de proces. Conform solventului de filare, acesta include DMSO (dimetil sulfoxid), DMAC (N, N dimetilacetamidă), NASCN (tiocianat de sodiu) și alte categorii de solvent diferite. Conform continuității procesului de polimerizare, acesta poate fi împărțit într-o metodă cu un pas și o metodă în două etape. Conform procesului de învârtire, acesta poate fi împărțit în filare umedă și rotire umedă cu jet uscat.