现代碳纤维工业化的路线是前驱纤维炭化工艺法。
制造碳纤维用的原纤维名称化学组分碳含量、碳纤维收率、黏胶纤维(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纤维(C3H3N)n6840~55沥青纤维C,H9580~90
采用这3种原纤维制造炭纤维的流程都包括:稳定化处理(在200~400℃空气,或用耐燃试剂等化学处理),碳化(400~1400℃,氮气)和石墨化(1800℃以上,氩气气氛下)。为了提高炭纤维与复合材料基质的粘接性能需进行表面处理、上浆、干燥等工序。
另一种制造碳纤维的方法是气相生长法。将甲烷与氢的混合气体在催化剂的存在下,于1000℃高温下反应,可制得不连续的短切碳纤维,最大长度可达50 cm。其结构不同于聚丙烯腈基或沥青基碳纤维,易石墨化,力学性能良好,导电性高,易形成层间化合物。 碳纤维车身重量轻,刚性高,抗碰撞能力强。上海碳纤维种类不同工艺有何区别
碳纤维产业链上游属于石油化工行业,主要通过原油炼制、裂解、氨氧化等工序获得丙烯腈;碳纤维企业通过对以丙烯腈为主的原材料进行聚合反应生成聚丙烯腈,再以其
纺丝获得聚丙烯腈原丝,对原丝进行预氧化、碳化等工艺制得碳纤维,通过对碳纤维和高质量树脂的加工以获得碳纤维复合材料以满足应用需求。
碳纤维的生产流程主要包括:拉丝、牵伸、稳定、碳化、石墨化。
一、拉丝:这是碳纤维生产过程中的第一步,主要把原材料分离成纤,属于物理变化,在这过程中,纺丝液细流与凝固液之间的传质、传热,PAN沉析形成凝胶结构的
丝条。
二、牵伸:要求温度100到300度,结合定向纤维的拉伸效应来操作。也是PAN纤维的高模量、强度高、致密化和细化的关键步骤。
上海碳纤维种类不同工艺有何区别碳纤维是一种新型的非金属材料,它是由与金刚石材料相同的碳材料制成,温度在1000℃以上。
锻造碳纤维复合材料以兰博基尼闻名。这种材料进一步升级了碳纤维的成型技术。虽然强度略低于传统碳纤维,但优于短生产周期、高生产效率和高温度压力压下,锻造碳纤维具有更好的流动性,可以形成结构复杂的零件。
由于碳纤维有如此多的优势,所有的骑手自然都会问一个问题: 为什么市售民用车上还没有大量采用碳纤维材料?这个问题的答案很简单,也就是说,使用碳纤维的成本太高。
目前,家用汽车基本上由钢和铝制成。可塑性高于碳纤维。即使遇到划痕和轻微变形,仍有恢复的空间,这就是我们通常所说的钣金修复。然而,由于制造工艺和其他原因,碳纤维延展性差。碰撞后,只能用新的碳纤维部件作为一个整体来代替。这导致在成本和可回收性方面缺乏。碳纤维材料,即使出现一个小的碰撞,它也只能作为一个整体被替换,而且成本是巨大的。因此,在市售车型中,只有极度追求驾驶的高性能汽车才能看到碳纤维的大量应用。
在对碳纤维板材进行钻孔时,转速越快效果越好。钻头的选择上,PCD8面刃钻头独特的钻尖设计较适合碳纤维板材,能更好地穿透碳纤维板材,降低分层的风险性。
对较厚的碳纤维板材进行切割时,建议采用左、右螺旋刃设计的双刃压迫式铣刀,这种锋利的切削刃同时具有上切和下切的螺旋梢,切削时平衡刀具上下轴向力,确保将切削力合力指向材料的内侧,以获得稳定的切削条件,可阻止材料分层现象的产生。“菠萝刃”镂铣刀的上切、下切菱型刃设计也能有效切断碳纤维板材,其较深的排屑槽在切削加工过程中能够通过切屑的排出带走大量的切削热,避免损伤碳纤维板材的性能。
目前碳纤维复合材料的强度约为1400MPa,而一般的钢的强度只为600MPa左右。显然,碳纤维的比强度远高于钢。
碳纤维复合材料在飞机上的使用比例不断提升,使用部位逐步由受力较小的前缘、扰流板等构件,向机翼、机身等飞机主要受力部件发展,当前国产客机复合材料用量与国际水平仍有明显差距,未来国产飞机复合材料含量的提升空间广阔。
根据航空工业集团发布的《2019~2038年民用飞机中国市场预测年报》,预计2019~2038年间,中国民用航空市场需要补充7630架客机,总价值将超过1万亿美元。随着我国民用大型客机项目稳步推进,未来随着更多国产机型的量产,碳纤维复合材料行业将迎来更大发展空间。
碳纤维复合材料具有良好的抗疲劳性能,用这种新型复合材料制成的零件使用寿命长,维护或更新频率低。上海碳纤维种类不同工艺有何区别
机械手的功率重量比可以通过轻量化设计来优化,选择轻量化材料也是实现机械手轻量化的重要途径。上海碳纤维种类不同工艺有何区别
随着2020年初边境的关闭,国际航空旅行停止,飞机停飞,飞机制造商大幅削减了生产率,碳纤维行业似乎在瞬间失去了动力。碳纤维在航空航天领域的应用占工业总量的
20%以上,占行业价值的40%。商业航空业的放缓严重影响了碳纤维行业,要恢复到COVID之前的水平可能要花费数年的时间。
尽管航空航天方面的消息令人沮丧,但2020年并非所有的都是坏消息。当人们学会了居家工作和在家附近度假时,一些市场表现良好,如在2020年,体育用品的需求跃升了
30%至40%,风力涡轮机的安装按计划继续比上一年增加了20%。
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