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南昌碳纖維布加固公司-加固之家

參   考   價: 23

訂  貨  量: ≥1 平方米

具體成交價以合同協(xié)議為準

產(chǎn)品型號加固材料

品       牌

廠商性質(zhì)生產(chǎn)商

所  在  地上海市

更新時間:2021-08-30 09:55:06瀏覽次數(shù):175次

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南昌碳纖維布加固公司-加固之家
沒有氧氣,纖維將無法燃燒。相反,高溫導致纖維中的原子劇烈振動,直到大部分非碳原子被排出為止。

南昌碳纖維布加固公司-加固之家

碳纖維在1960年代投放到固體火箭發(fā)動機的機殼和坦克中時,它不僅可以代替玻璃纖維,而且還可以吸收其他各種材料。

 

用于制造碳纖維的原料稱為前體。生產(chǎn)的碳纖維中約有90%由聚丙烯腈(PAN)制成。其余的10%由人造絲或石油瀝青制成。所有這些材料都是有機聚合物,其特征在于由碳原子結合在一起的長分子分子。每個前體的確切組成因一家公司而異,通常被認為是商業(yè)秘密。

 

在制造過程中,會使用各種氣體和液體。這些材料中的一些被設計為與纖維反應以達到特定的效果。其他材料設計為不與纖維起反應或防止與纖維發(fā)生某些反應。與前體一樣,許多這些處理材料的確切成分也是專有的。

 

碳纖維的制造過程部分是化學過程,部分是機械過程。前驅(qū)體被拉成長條或纖維,然后加熱到很高的溫度,而不讓它與氧氣接觸。沒有氧氣,纖維將無法燃燒。相反,高溫導致纖維中的原子劇烈振動,直到大部分非碳原子被排出為止。此過程稱為碳化,留下的纖維由長且緊密互鎖的碳原子鏈組成,僅剩余少量非碳原子。

 

50年后,它仍然是一種奇特的材料。當然,蝙蝠俠穿上了西裝,昂貴的汽車在儀表盤和性能部件上散布著它,但低端價格為每磅10美元,對于大規(guī)模部署而言,價格仍然太高了。我們已經(jīng)使用了幾十年了。我們的材料科學摩爾定律在哪里使這種材料便宜?為什么這些東西仍然那么貴?

 

穩(wěn)定

 

在纖維碳化之前,需要對其進行化學改變,以將其線性原子鍵轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼰岱€(wěn)定的梯形鍵。這是通過將空氣中的纖維加熱到大約390-590°F(200-300°C)30-120分鐘來完成的。這導致纖維從空氣中吸收氧分子并重新排列其原子鍵合模式。穩(wěn)定化學反應很復雜,涉及多個步驟,其中一些步驟會同時發(fā)生。它們還會產(chǎn)生自己的熱量,必須對其進行控制以避免纖維過熱。在商業(yè)上,穩(wěn)定化過程使用多種設備和技術。在某些過程中,纖維被拉過一系列加熱室。在另一些情況下,纖維通過熱輥并通過熱空氣流保持懸浮的松散物料床。

 

碳化

 

纖維穩(wěn)定后,將它們在裝滿不含氧氣的氣體混合物的熔爐中加熱至約1,830-5,500°F(1,000-3,000°C)的溫度幾分鐘。氧氣的缺乏阻止了纖維在非常高的溫度下燃燒。保持爐內(nèi)的氣壓高于外部氣壓,并密封纖維進出爐的位置,以防止氧氣進入。隨著纖維被加熱,它們開始以各種氣體的形式失去其非碳原子以及一些碳原子,這些氣體包括水蒸氣,氨,一氧化碳,二氧化碳,氫氣,氮氣等。隨著非碳原子的排出,剩余的碳原子形成緊密結合的碳晶體,這些晶體或多或少地平行于纖維的長軸排列。

 

處理表面

 

碳化后,纖維的表面不能與環(huán)氧樹脂和復合材料中使用的其他材料很好地粘合。為了使纖維具有更好的粘結性能,其表面會被輕微氧化。向表面添加氧原子可提供更好的化學鍵合性能,并對表面進行蝕刻和粗糙化以獲得更好的機械鍵合性能??梢酝ㄟ^將纖維浸入各種氣體(例如空氣,二氧化碳或臭氧)中來實現(xiàn)氧化。或在各種液體(如次氯酸鈉或硝酸)中使用。也可以通過在充滿各種導電材料的浴中將纖維制成正子,從而對纖維進行電解涂覆。必須小心控制表面處理過程,以免形成微小的表面缺陷(例如凹坑),而這些缺陷可能導致纖維失效。

 

漿紗

 

表面處理后,對纖維進行涂覆以保護它們在纏繞或編織過程中不受損壞。此過程稱為調(diào)整大小。選擇涂層材料使其與用于形成復合材料的粘合劑兼容。典型的涂料包括環(huán)氧樹脂,聚酯,尼龍,氨基甲酸酯等。

 

涂覆的纖維纏繞在稱為線軸的圓柱上。將線軸裝入紡紗機中,然后將纖維捻成各種尺寸的紗線。

 

在碳纖維成為碳纖維之前,它開始是一種基礎材料,通常是一種有機聚合物,其碳原子將一長串稱為聚丙烯腈的分子粘合在一起。對于類似于毛衣和地毯中的丙烯酸材料的材料,這是一個大詞。但是不同于地板和衣服丙烯酸,變成一種比鋼鐵更強更輕的材料的價格更高。每磅起價三歐元的價格聽起來可能過高,但在制造過程中,數(shù)量激增。

 

看到,要獲得碳纖維的碳部分,原料的一半丙烯酸必須被踢掉。橡樹嶺國家實驗室聚合物基復合材料小組的鮑勃·諾里斯解釋說:“最終產(chǎn)品的成本將是開始時的兩倍,因為燒掉了一半。" “甚至在不考慮能源和設備之前,最終產(chǎn)品中的前體成本約為每磅5美元。"

 

每磅5美元的價格也是使碳纖維進入主流汽車應用的魔幻數(shù)字。七個骨頭會起作用,但五個會最大。因此,就目前而言,僅基礎材料就已經(jīng)超出了預算。

 

還有更多。迫使丙烯酸酯釋放其非碳原子會耗費巨大的機器和大量的熱量。兩個主要加工步驟中的第一個是氧化穩(wěn)定化。在這里,纖維不斷地通過50-100英尺長的烘箱喂入,從而排出數(shù)百攝氏度范圍內(nèi)的熱量。這個過程需要幾個小時,所以它是一個巨大的能量消耗者。

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