Карактеристике, примена и развој угљеничних влакана
1.Карактеристике и својства угљеничних влакана
Материјали од угљеничних влакана су црни, тврди, високе чврстоће, мале тежине и други нови материјали са одличним механичким својствима.Његова специфична тежина је мања од 1/4 челика.Затезна чврстоћа композитних материјала од смоле од угљеничних влакана је обично изнад 35000МПа, 7,9 пута већа од челика.Затезни модул еластичности је између 230000МПа и 430000МПа.Дакле, специфична чврстоћа ЦФРП-а, односно однос чврстоће материјала према његовој густини, је изнад 20000МПа/(г/цм3), али је специфична чврстоћа А3 челика 590МПа/(г/цм3). модул еластичности је такође већи од челика.Што је већа специфична чврстоћа материјала, то је мања сопствена тежина дела, што је већи специфични модул еластичности, већа је крутост дела.У том смислу је илустрована широка перспектива примене угљеничних влакана у инжењерингу.Гледајући одличне особине многих композитних материјала у настајању, као нпр Полимер композитни материјал од стаклених влакана, композитних материјала на бази метала и композитних материјала на бази керамике, многи стручњаци предвиђају да ће композитни материјали ући у еру широке примене материјала из доба челика.
ПАН композитни материјали од угљеничних влакана и фибергласа:
(1) Механичка својства, мања густина од метала, мала тежина;висок модул, висока крутост, висока чврстоћа, висока чврстоћа на замор, одлична отпорност на хабање и подмазивање;одлично пригушивање вибрација;
(2) Мала отпорност на топлоту, стабилност, коефицијент топлотног ширења, добра стабилност димензија, топлотна проводљивост;одлична отпорност на топлоту у инертном гасу;
(3) Припада различитим проводним материјалима који имају електричну проводљивост и својства заштите од електромагнетних таласа, и електричну проводљивост и својства заштите од електромагнетних таласа.(4) Одличан је у пропусности рендгенских зрака, а одговарајућа структура се може дизајнирати у складу са сврхом.
2007. главни ЈапанДобављач карбонских влаканаТораи Цо., Лтд. је сарађивао са Ниссан Мотор и другим компанијама на развоју најсавременијих материјала користећи карбонска влакна, која могу у великој мери смањити тежину главних делова аутомобила, као што је шасија.Нова технологија смањује укупну тежину аутомобила за 10% и побољшава потрошњу горива за 4% до 5%.Поред тога, отпорност на удар је 1,5 пута већа од конвенционалне.Произвођачи планирају да нову технологију уведу у комерцијална возила за три године.Нова технологија обећава да ће убрзати прелазак на аутомобилске сировине усредсређене на челик у позадини строжих прописа о рачунима за гориво за смањење гасова стаклене баште широм света
2.Примена угљеничних влакана
Угљенична влакна су општи назив за влакна са садржајем угљеника већим од 90%, а име је добила по високом садржају угљеника.Угљенична влакна имају различита одлична својства елементарног угљеника, као што су мала специфична тежина, отпорност на топлоту, отпорност на термички удар, хемијска отпорност и проводљивост, итд. Има преплитање влакана и одлична механичка својства.Конкретно, његова специфична чврстоћа и специфични модул еластичности су високи, и може издржати високу температуру од 2000 под условом изолације кисеоника.То је важна индустријска сировина од фибергласаи погодан је за јачање композитних материјала, материјала за аблацију и материјала за топлотну изолацију.Ово је нови материјал развијен почетком 1960-их и сада је постао незаменљив нови материјал у модерном друштву.
Међу производима за слободно време, прва примена ПАН угљеничних влакана је штап за пецање.Тренутно, светска годишња производња штапова за пецање од угљеничних влакана износи око 12 милиона, а количина коришћених угљеничних влакана је око 1.200 тона.Примена угљеничних влакана у палицама за голф почела је 1972. године. Тренутно је годишња производња фибра де царбонпалица за голф у свету је око 40 милиона боца, а количина угљеничних влакана је еквивалентна 2.000 тона.Примена тениских рекета почела је 1974. Сада је у свету прошле године произведено око 4,5 милиона рекета од угљеничних влакана, а за употребу карбонских влакана потребно је око 500 тона.Између осталог, угљенична влакна се такође широко користе у скијама, чамцима за снег, ски штаповима, бејзбол палицама, друмским играма и морским спортовима.
Препознајући лагану, отпорност на замор, отпорност на корозију и друга својства карбонских влакана, широко се користи у ваздухопловној индустрији.У области свемирских летова, угљенична влакна високог модула су коришћена у вештачким сателитима због њихове мале тежине (крутости) и топлотне проводљивости димензионалне стабилности.Последњих година се користе у комуникационим сателитима као што је иридијум.
Маса за обликовање се углавном меша у термопластичну смолу у обликуисецкане нити од стаклених влакана, који има ефекат јачања, антистатичке и електромагнетне заштите од таласа, и широко се користи у кућним апаратима, канцеларијској опреми, полупроводницима и сродним пољима.
3. Статус производње производа од угљеничних влакана у мојој земљи
Производња и употреба угљеничних влакана у мојој земљи је још увек у раној фази.Производни капацитет домаћих угљеничних влакана чини само око 0,4% укупне производњетканина од карбонских влакана високих перформансиу свету, а више од 90% домаће потрошње зависи од увоза.Квалитет прекурсора ПАН-а је увек био уско грло које је ограничавало велику производњу индустрије угљеничних влакана у мојој земљи.Поред тога, пошто су карбонска влакна дуго сматрана стратешким материјалом, развијене земље су затворене за спољни свет.Због тога стручњаци из индустрије сматрају да је јачање основних истраживања темељ иновација и основни начин развоја домаће индустрије угљеничних влакана.
Моја земља је почела да проучава карбонска влакна од 1960-их до 1970-их, готово држећи корак са светом.После више од 30 година напорног рада, јапанска компанија Тораи развила је производе од угљеничних влакана близу нивоа Т300, али производња и квалитет не могу задовољити домаћу потражњу, која је далеко од страних земаља.У поређењу са међународним напредним нивоом, изузетни проблеми домаћих карбонских влакана су ниска чврстоћа угљеничних влакана, лоша униформност и стабилност, а ниво развоја је скоро 20 до 30 година иза оног у напредним земљама, а обим производње је мали, техничка опрема је заостао, а ефикасност производње је лоша.
Тренутно, капацитет производње фибра де царбон прет у свету је око 35.000 тона, а годишња потражња на кинеском тржишту је око 6.500 тона.То је велики потрошач карбонских влакана.Међутим, кинеска производња угљеничних влакана у 2007. била је само око 200 тона, и то углавном производи ниских перформанси.Већина индустрије се ослања на увоз, а цена је веома скупа.На пример, стандардном тржишту Т300 недостаје техничка подршка са независним правима интелектуалне својине, а домаћа предузећа још увек нису савладала комплетну технологију језгра од угљеничних влакана.Квалитет, технологија и обим производње карбонских влакана у мојој земљи се веома разликују од оних у иностранству.Међу њима, Јапан и западне земље монополизирају и блокирају технологију карбонских влакана високих перформанси.Због тога је потребан дуг процес да се реализује локализација угљеничних влакана.Због недостатка тржишта, у Кини је последњих година владала „грозница од угљеничних влакана“, а многи научноистраживачки институти и предузећа започели су истраживање угљеничних влакана и пројекте индустријализације од хиљаду тона.
#Материјали од угљеничних влакана#Полимер композитни материјал од стаклених влакана#Добављач карбонских влакана#исецкане нити од стаклених влакана#тканина од карбонских влакана високих перформанси
Време поста: 27.10.2022