Proseso sa pag-andam sa mga materyales nga carbon fiber composite

Kinatibuk-ang Pagtan-aw sa mga Materyales sa Carbon-Carbon Composite

Karbon/karbon (C/C) nga komposit nga materyalusa ka carbon fiber reinforced composite material nga adunay serye sa maayo kaayong mga kabtangan sama sa taas nga kusog ug modulus, light specific gravity, gamay nga thermal expansion coefficient, corrosion resistance, thermal shock resistance, maayong friction resistance, ug maayong chemical stability. Kini usa ka bag-ong klase sa ultra-high temperature composite material.

Materyal nga komposit nga C/Cusa ka maayo kaayong thermal structure-functional integrated engineering material. Sama sa ubang high-performance composite materials, kini usa ka composite structure nga gilangkoban sa fiber-reinforced phase ug basic phase. Ang kalainan mao nga ang reinforced phase ug ang basic phase parehong gilangkoban sa puro nga carbon nga adunay espesyal nga mga kabtangan.

Mga materyales nga komposit sa karbon/karbonkasagaran hinimo sa carbon felt, carbon cloth, carbon fiber isip reinforcement, ug vapor deposited carbon isip matrix, apan usa ra ang elemento niini, nga mao ang carbon. Aron madugangan ang densidad, ang carbon nga namugna pinaagi sa carbonization gibuboan og carbon o gibuboan og resin (o aspalto), buot ipasabot, ang carbon/carbon composite nga mga materyales hinimo sa tulo ka carbon nga materyales.

Proseso sa paghimo sa mga materyales nga carbon-carbon composite

1) Pagpili sa carbon fiber

Ang pagpili sa mga bugkos sa carbon fiber ug ang istruktura sa disenyo sa mga tela nga fiber mao ang basehan sa paggama.C/C nga kompositAng mekanikal nga mga kabtangan ug thermophysical nga mga kabtangan sa C/C composites mahimong matino pinaagi sa makatarunganong pagpili sa mga klase sa fiber ug mga parametro sa paghabol sa tela, sama sa oryentasyon sa pagkahan-ay sa yarn bundle, gilay-on sa yarn bundle, gidaghanon sa yarn bundle, ug uban pa.

2) Pag-andam sa carbon fiber preform

Ang carbon fiber preform nagtumong sa usa ka blangko nga giporma ngadto sa gikinahanglan nga istruktura nga porma sa fiber sumala sa porma sa produkto ug mga kinahanglanon sa performance aron mapadayon ang proseso sa densification. Adunay tulo ka pangunang pamaagi sa pagproseso alang sa preformed nga mga bahin sa istruktura: humok nga paghabol, gahi nga paghabol ug humok ug gahi nga sinagol nga paghabol. Ang mga pangunang proseso sa paghabol mao ang: uga nga paghabol sa hilo, pre-impregnated rod group arrangement, pino nga paghabol nga puncture, fiber winding ug three-dimensional multi-directional overall weaving. Sa pagkakaron, ang pangunang proseso sa paghabol nga gigamit sa C composite materials mao ang three-dimensional overall multi-directional weaving. Atol sa proseso sa paghabol, ang tanan nga hinabol nga mga lanot gihan-ay sa usa ka piho nga direksyon. Ang matag lanot gi-offset sa usa ka piho nga anggulo subay sa kaugalingon nga direksyon ug gihabol sa usag usa aron maporma ang usa ka panapton. Ang kinaiya niini mao nga kini makaporma og three-dimensional multi-directional overall fabric, nga epektibo nga makakontrol sa volume content sa mga lanot sa matag direksyon sa C/C composite material, aron ang C/C composite material makahimo og makatarunganon nga mekanikal nga mga kabtangan sa tanan nga direksyon.

3) Proseso sa densipikasyon sa C/C

Ang ang-ang ug kahusayan sa densipikasyon kasagarang maapektuhan sa istruktura sa panapton ug sa mga parametro sa proseso sa base nga materyal. Ang mga pamaagi sa proseso nga gigamit karon naglakip sa impregnation carbonization, chemical vapor deposition (CVD), chemical vapor infiltration (CVI), chemical liquid deposition, pyrolysis ug uban pang mga pamaagi. Adunay duha ka pangunang klase sa mga pamaagi sa proseso: ang proseso sa impregnation carbonization ug ang proseso sa chemical vapor infiltration.

Impregnasyon sa likido nga hugna-karbonisasyon

Ang pamaagi sa liquid phase impregnation medyo sayon ​​sa kagamitan ug lapad ang gamit, busa ang pamaagi sa liquid phase impregnation usa ka importante nga pamaagi sa pag-andam sa C/C composite materials. Kini mao ang pagpaunlod sa preform nga hinimo sa carbon fiber ngadto sa liquid impregnant, ug paghimo sa impregnant nga hingpit nga makasulod sa mga haw-ang sa preform pinaagi sa pressurization, ug dayon pinaagi sa sunod-sunod nga mga proseso sama sa curing, carbonization, ug graphitization, sa katapusan makuha ang resulta.Mga materyales nga komposit nga C/CAng disbentaha niini mao nga kinahanglan ang balik-balik nga impregnation ug carbonization cycles aron makab-ot ang mga kinahanglanon sa densidad. Ang komposisyon ug istruktura sa impregnant sa liquid phase impregnation method importante kaayo. Dili lang kini makaapekto sa densification efficiency, apan makaapekto usab sa mekanikal ug pisikal nga mga kabtangan sa produkto. Ang pagpauswag sa carbonization yield sa impregnant ug pagkunhod sa viscosity sa impregnant kanunay nga usa sa mga nag-unang isyu nga kinahanglan sulbaron sa pag-andam sa C/C composite materials pinaagi sa liquid phase impregnation method. Ang taas nga viscosity ug ubos nga carbonization yield sa impregnant usa sa mga importanteng rason sa taas nga gasto sa C/C composite materials. Ang pagpauswag sa performance sa impregnant dili lang makapauswag sa production efficiency sa C/C composite materials ug makapakunhod sa ilang gasto, apan makapauswag usab sa lain-laing mga kabtangan sa C/C composite materials. Anti-oxidation treatment sa C/C composite materials Ang carbon fiber magsugod sa pag-oxidize sa 360°C sa hangin. Ang graphite fiber mas maayo gamay kay sa carbon fiber, ug ang oxidation temperature niini magsugod sa pag-oxidize sa 420°C. Ang temperatura sa oksihenasyon sa mga materyales nga C/C composite mga 450°C. Ang mga materyales nga C/C composite dali ra kaayong ma-oxidize sa taas nga temperatura nga oxidative atmosphere, ug ang rate sa oksihenasyon kusog nga motaas uban sa pagtaas sa temperatura. Kung walay mga lakang nga kontra-oksihenasyon, ang dugay nga paggamit sa mga materyales nga C/C composite sa taas nga temperatura nga oxidative environment dili kalikayan nga hinungdan sa mga katalagman. Busa, ang pagtambal sa kontra-oksihenasyon sa mga materyales nga C/C composite nahimong usa ka kinahanglanon nga bahin sa proseso sa pag-andam niini. Gikan sa perspektibo sa teknolohiya sa kontra-oksihenasyon, kini mahimong bahinon sa internal nga teknolohiya sa kontra-oksihenasyon ug teknolohiya sa kontra-oksihenasyon nga coating.

Kemikal nga Hugna sa Alisngaw

Ang chemical vapor deposition (CVD o CVI) mao ang pagdeposito og carbon direkta sa mga pores sa blangko aron makab-ot ang katuyoan sa pagpuno sa mga pores ug pagdugang sa densidad. Ang nadeposito nga carbon dali nga i-graphitize, ug adunay maayo nga pisikal nga pagkaangay sa fiber. Dili kini mokunhod atol sa re-carbonization sama sa pamaagi sa impregnation, ug ang pisikal ug mekanikal nga mga kabtangan niini nga pamaagi mas maayo. Bisan pa, atol sa proseso sa CVD, kung ang carbon madeposito sa ibabaw sa blangko, mapugngan niini ang gas sa pagkaylap ngadto sa internal nga mga pores. Ang carbon nga nadeposito sa ibabaw kinahanglan nga tangtangon pinaagi sa mekanikal ug dayon kinahanglan nga himuon ang usa ka bag-ong hugna sa deposition. Alang sa mga baga nga produkto, ang pamaagi sa CVD adunay usab pipila ka mga kalisud, ug ang siklo niini nga pamaagi taas usab kaayo.