Oglekļa šķiedras raksturojums, pielietojums un attīstība
1.Oglekļa šķiedras raksturojums un īpašības
Oglekļa šķiedras materiāli ir melni, cieti, augstas stiprības, maza svara un citi jauni materiāli ar izcilām mehāniskām īpašībām.Tā īpatnējais svars ir mazāks par 1/4 no tērauda.Oglekļa šķiedras sveķu kompozītmateriālu stiepes izturība parasti pārsniedz 35000 MPa, kas ir 7,9 reizes lielāka nekā tēraudam.Stiepes elastības modulis ir no 230 000 MPa līdz 430 000 MPa.Tāpēc CFRP īpatnējā stiprība, tas ir, materiāla stiprības attiecība pret tā blīvumu, ir virs 20000MPa/(g/cm3), bet A3 tērauda īpatnējā stiprība ir 590MPa/(g/cm3) elastības modulis ir arī augstāks nekā tēraudam.Jo lielāka ir materiāla īpatnējā izturība, jo mazāks ir detaļas pašsvars, jo lielāks īpatnējais elastības modulis, jo lielāka ir detaļas stingrība.Šajā ziņā ir ilustrēta oglekļa šķiedras plašā pielietojuma perspektīva inženierzinātnēs.Aplūkojot daudzu topošo kompozītmateriālu lieliskās īpašības, piemēram, Polimēru kompozītu stikla šķiedras materiāls, kompozītmateriāli uz metāla bāzes un kompozītmateriāli uz keramikas bāzes, daudzi eksperti prognozē, ka kompozītmateriāli ieies plašu materiālu izmantošanas laikmetā no tērauda laikmeta.
PAN oglekļa šķiedras un stikla šķiedras kompozītmateriāli:
(1) Mehāniskās īpašības, mazāks blīvums nekā metālam, viegls svars;augsts modulis, augsta stingrība, augsta izturība, augsta noguruma izturība, lieliska nodilumizturība un eļļošana;lieliska vibrāciju slāpēšana;
(2) maza karstumizturība, stabilitāte, termiskās izplešanās koeficients, laba izmēru stabilitāte, siltumvadītspēja;lieliska karstumizturība inertā gāzē;
(3) Tas pieder pie dažādiem vadošiem materiāliem, kuriem ir elektrovadītspēja un elektromagnētisko viļņu ekranēšanas īpašības, kā arī elektrovadītspēja un elektromagnētisko viļņu ekranēšanas īpašības.(4) Tam ir lieliska rentgenstaru caurlaidība, un atbilstoši mērķim var izveidot atbilstošu struktūru.
2007. gadā Japānas galvenaisOglekļa šķiedras piegādātājsToray Co., Ltd. sadarbojās ar Nissan Motor un citiem uzņēmumiem, lai izstrādātu vismodernākos materiālus, izmantojot oglekļa šķiedru, kas var ievērojami samazināt galveno automašīnas daļu, piemēram, šasijas, svaru.Jaunā tehnoloģija samazina automašīnas kopējo svaru par 10% un uzlabo degvielas patēriņu par 4% līdz 5%.Turklāt triecienizturība ir 1,5 reizes lielāka nekā parastajai.Ražotāji plāno ieviest jauno tehnoloģiju komerctransportā trīs gadu laikā.Jaunā tehnoloģija sola paātrināt pāreju uz tēraudu orientētiem automobiļu izejmateriāliem, ņemot vērā stingrākus degvielas rēķinu noteikumus, lai samazinātu siltumnīcefekta gāzes visā pasaulē.
2.Oglekļa šķiedras pielietojums
Oglekļa šķiedra ir vispārīgs termins šķiedrām ar oglekļa saturu vairāk nekā 90%, un tā ir nosaukta tās augstā oglekļa satura dēļ.Oglekļa šķiedrai piemīt dažādas izcilas elementārā oglekļa īpašības, piemēram, mazs īpatnējais svars, karstumizturība, termiskā triecienizturība, ķīmiskā izturība un vadītspēja utt. Tai piemīt šķiedru sapīšanās un lieliskas mehāniskās īpašības.Jo īpaši tā īpatnējā izturība un īpatnējais elastības modulis ir augsts, un tas var izturēt augstu temperatūru 2000, ja tiek izolēts skābekli.Tā ir svarīga rūpnieciskā stikla šķiedras izejvielaun ir piemērots kompozītmateriālu, ablācijas materiālu un siltumizolācijas materiālu stiprināšanai.Šis ir jauns materiāls, kas izstrādāts 1960. gadu sākumā un tagad ir kļuvis par neaizstājamu jaunu materiālu mūsdienu sabiedrībā.
Starp brīvā laika produktiem pirmais PAN oglekļa šķiedras pielietojums ir makšķere.Šobrīd pasaulē ikgadējā oglekļa šķiedras makšķeres produkcija ir aptuveni 12 miljoni, bet izmantotās oglekļa šķiedras apjoms ir aptuveni 1200 tonnas.Oglekļa šķiedras izmantošana golfa nūjās tika sākta 1972. gadā. Pašlaik ikgadējā fibra de carbon produkcijagolfa nūjas pasaulē ir aptuveni 40 miljoni pudeļu, un oglekļa šķiedras daudzums ir līdzvērtīgs 2000 tonnām.Tenisa rakešu pielietošana sākās 1974. gadā. Šobrīd pasaulē pagājušajā gadā saražoja aptuveni 4,5 miljonus oglekļa šķiedras rakešu, un oglekļa šķiedras izmantošanai nepieciešamas aptuveni 500 tonnas.Cita starpā oglekļa šķiedru plaši izmanto arī slēpēs, sniega laivās, slēpju nūjās, beisbola nūjās, ceļa spēlēs un jūras sporta veidos.
Atzīstot oglekļa šķiedras vieglo svaru, izturību pret nogurumu, izturību pret koroziju un citām īpašībām, to plaši izmanto aviācijas un kosmosa rūpniecībā.Kosmosa lidojumu jomā mākslīgajos pavadoņos ir izmantotas augsta moduļa oglekļa šķiedras to vieglā svara (stingrības) un izmēru stabilitātes siltumvadītspējas dēļ.Pēdējos gados tie ir izmantoti sakaru satelītos, piemēram, iridijā.
Formēšanas maisījumu galvenokārt iemaisa termoplastiskajos sveķosstikla šķiedras sasmalcinātas šķipsnas, kam ir stiprinoša, antistatiska un elektromagnētisko viļņu ekranēšana, un to plaši izmanto sadzīves tehnikā, biroja iekārtās, pusvadītājos un saistītās jomās.
3.Oglekļa šķiedras izstrādājumu ražošanas statuss manā valstī
Oglekļa šķiedras ražošana un izmantošana manā valstī joprojām ir sākuma stadijā.Vietējās oglekļa šķiedras ražošanas jauda veido tikai aptuveni 0,4% no kopējās produkcijasaugstas veiktspējas oglekļa šķiedras audumspasaulē, un vairāk nekā 90% no iekšzemes patēriņa ir atkarīgi no importa.PAN prekursora kvalitāte vienmēr ir bijusi vājā vieta, kas ierobežo oglekļa šķiedras rūpniecību liela mēroga ražošanā manā valstī.Turklāt, tā kā oglekļa šķiedra jau sen tiek uzskatīta par stratēģisku materiālu, attīstītās valstis ir slēgtas ārpasaulei.Tāpēc nozares eksperti uzskata, ka fundamentālo pētījumu stiprināšana ir inovāciju pamats un fundamentāls veids, kā attīstīt vietējo oglekļa šķiedras nozari.
Mana valsts sāka pētīt oglekļa šķiedru no 1960. līdz 1970. gadiem, gandrīz ejot kopsolī ar pasauli.Pēc vairāk nekā 30 gadu smaga darba Japānas uzņēmums Toray ir izstrādājis oglekļa šķiedras produktus tuvu T300 līmenim, taču produkcija un kvalitāte nespēj apmierināt vietējo pieprasījumu, kas ir tālu no ārvalstīm.Salīdzinot ar starptautisko progresīvo līmeni, vietējās oglekļa šķiedras galvenās problēmas ir zema oglekļa šķiedras stiprība, slikta viendabīgums un stabilitāte, un attīstības līmenis gandrīz par 20 līdz 30 gadiem atpaliek no attīstīto valstu līmeņa, un ražošanas apjoms ir mazs, tehniskais aprīkojums. ir atpalicis, un ražošanas efektivitāte ir slikta.
Šobrīd pasaules fibra de carbon pret ražošanas jauda ir aptuveni 35 000 tonnu, un ikgadējais pieprasījums Ķīnas tirgū ir aptuveni 6500 tonnas.Tas ir liels oglekļa šķiedras patērētājs.Tomēr Ķīnas oglekļa šķiedras izlaide 2007. gadā bija tikai aptuveni 200 tonnas un galvenokārt zemas veiktspējas produkti.Lielākā daļa nozares ir atkarīga no importa, un cena ir ļoti dārga.Piemēram, standarta T300 tirgum trūkst tehniskā atbalsta ar neatkarīgām intelektuālā īpašuma tiesībām, un vietējie uzņēmumi vēl nav apguvuši visu oglekļa šķiedras kodoltehnoloģiju.Oglekļa šķiedras kvalitāte, tehnoloģija un ražošanas apjoms manā valstī ļoti atšķiras no ārzemēs.Tostarp Japāna un Rietumu valstis monopolizē un bloķē augstas veiktspējas oglekļa šķiedras tehnoloģiju.Tāpēc ir nepieciešams ilgs process, lai realizētu oglekļa šķiedras lokalizāciju.Tirgus trūkuma dēļ Ķīnā pēdējos gados ir bijis “oglekļa šķiedru drudzis”, un daudzi zinātniskās pētniecības institūti un uzņēmumi ir uzsākuši oglekļa šķiedras izpēti un tūkstoš tonnu industrializācijas projektus.
#Oglekļa šķiedras materiāli#Polimēru kompozītu stikla šķiedras materiāls#Oglekļa šķiedras piegādātājs#stikla šķiedras sasmalcinātas šķipsnas#augstas veiktspējas oglekļa šķiedras audums
Izlikšanas laiks: 27. oktobris 2022