Tariedingsproses fan koalstoffiberkompositmaterialen

Oersjoch fan koalstof-koalstof kompositmaterialen

Koalstof/koalstof (C/C) kompositmateriaalis in koalstoffiberfersterke kompositmateriaal mei in searje poerbêste eigenskippen lykas hege sterkte en modulus, ljochte spesifike swiertekrêft, lytse termyske útwreidingskoëffisjint, korrosjebestriding, termyske skokbestriding, goede wriuwingbestriding en goede gemyske stabiliteit. It is in nij type ultra-hege temperatuer kompositmateriaal.

C/C kompositmateriaalis in poerbêst termysk struktuer-funksjoneel yntegreare yngenieursmateriaal. Lykas oare hege prestaasjes kompositmaterialen is it in kompositstruktuer dy't bestiet út in glêstriedfersterke faze en in basisfaze. It ferskil is dat sawol de fersterke faze as de basisfaze besteane út suvere koalstof mei spesjale eigenskippen.

Koalstof/koalstof gearstalde materialenbinne benammen makke fan koalstoffilt, koalstofdoek, koalstofvezel as fersterking, en opdampe koalstof as matriks, mar it hat mar ien elemint, dat is koalstof. Om de tichtheid te ferheegjen, wurdt de koalstof dy't ûntstiet troch karbonisaasje impregnearre mei koalstof of impregnearre mei hars (of asfalt), dat wol sizze, koalstof/koalstof-kompositmaterialen binne makke fan trije koalstofmaterialen.

Produksjeproses fan koalstof-koalstof gearstalde materialen

1) Kar fan koalstofvezel

De seleksje fan koalstoffiberbondels en it strukturele ûntwerp fan glêstriedstoffen binne de basis foar produksjeC/C-kompositDe meganyske eigenskippen en termofysyske eigenskippen fan C/C-kompositen kinne bepaald wurde troch rasjoneel te selektearjen fan fezeltypen en stofweefparameters, lykas de oriïntaasje fan 'e garenbondel, de ôfstân tusken de garenbondels, it folume fan 'e garenbondels, ensfh.

2) Tarieding fan koalstoffiberfoarfoarm

Koalstoffiber-foarfoarm ferwiist nei in blank dy't foarme wurdt yn 'e fereaske strukturele foarm fan' e glêstried neffens de produktfoarm en prestaasjeseasken om it ferdichtingsproses út te fieren. D'r binne trije haadferwurkingsmetoaden foar foarfoarme strukturele ûnderdielen: sêft weven, hurd weven en sêft en hurd mingd weven. De wichtichste weefprosessen binne: droech garen weven, foar-impregnearre stanggroeparranzjemint, fyn weven, glêstriedwikkeling en trijediminsjonale multi-rjochting algemien weven. Op it stuit is it wichtichste weefproses dat brûkt wurdt yn C-kompositmaterialen trijediminsjonale algemiene multi-rjochting weven. Tidens it weefproses wurde alle weefde fezels yn in bepaalde rjochting arranzjearre. Elke glêstried wurdt ûnder in bepaalde hoeke lâns syn eigen rjochting ferskowe en mei-inoar ferweven om in stof te foarmjen. It skaaimerk is dat it in trijediminsjonale multi-rjochting algemiene stof kin foarmje, dy't de folume-ynhâld fan fezels yn elke rjochting fan it C/C-kompositmateriaal effektyf kin kontrolearje, sadat it C/C-kompositmateriaal ridlike meganyske eigenskippen yn alle rjochtingen kin útoefenje.

3) C/C-ferdichtingsproses

De mjitte en effisjinsje fan ferdichting wurde benammen beynfloede troch de struktuer fan 'e stof en de prosesparameters fan it basismateriaal. De prosesmetoaden dy't op it stuit brûkt wurde omfetsje impregnaasjekarbonisaasje, gemyske dampôfsetting (CVD), gemyske dampynfiltraasje (CVI), gemyske floeistofôfsetting, pyrolyse en oare metoaden. Der binne twa haadtypen prosesmetoaden: impregnaasjekarbonisaasjeproses en gemysk dampynfiltraasjeproses.

Floeibere faze-impregnaasje-karbonisaasje

De metoade foar floeibere faze-impregnaasje is relatyf ienfâldich yn apparatuer en hat in brede tapassing, dêrom is de metoade foar floeibere faze-impregnaasje in wichtige metoade foar it tarieden fan C/C-kompositmaterialen. It is om de foarfoarm makke fan koalstofvezel yn it floeibere impregnant te ûnderdompeljen, en it impregnant folslein yn 'e holtes fan' e foarfoarm te penetrearjen troch druk, en dan fia in searje prosessen lykas útharding, karbonisaasje en grafitisaasje, úteinlik te krijenC/C kompositmaterialenIt neidiel is dat it werhelle impregnaasje- en karbonisaasjesyklusen fereasket om oan de tichtheidseasken te foldwaan. De gearstalling en struktuer fan it impregnant yn 'e floeibere faze-impregnaasjemetoade binne tige wichtich. It beynfloedet net allinich de ferdichtingseffisjinsje, mar beynfloedet ek de meganyske en fysike eigenskippen fan it produkt. It ferbetterjen fan 'e karbonisaasjeopbringst fan it impregnant en it ferminderjen fan' e viskositeit fan it impregnant binne altyd ien fan 'e wichtichste problemen west dy't oplost wurde moatte by de tarieding fan C/C-kompositmaterialen troch de floeibere faze-impregnaasjemetoade. De hege viskositeit en lege karbonisaasjeopbringst fan it impregnant binne ien fan 'e wichtige redenen foar de hege kosten fan C/C-kompositmaterialen. It ferbetterjen fan 'e prestaasjes fan it impregnant kin net allinich de produksjeeffisjinsje fan C/C-kompositmaterialen ferbetterje en har kosten ferminderje, mar ek de ferskate eigenskippen fan C/C-kompositmaterialen ferbetterje. Anti-oksidaasjebehanneling fan C/C-kompositmaterialen Koalstofvezel begjint te oksidearjen by 360 °C yn 'e loft. Grafytvezel is wat better as koalstofvezel, en syn oksidaasjetemperatuer begjint te oksidearjen by 420 °C. De oksidaasjetemperatuer fan C/C-kompositmaterialen is sawat 450 °C. C/C-kompositmaterialen binne tige maklik te oksidearjen yn in oksidative sfear mei hege temperatuer, en de oksidaasjesnelheid nimt rap ta mei de tanimming fan 'e temperatuer. As der gjin anty-oksidaasjemaatregels binne, sil it lange-termyn gebrûk fan C/C-kompositmaterialen yn in oksidative omjouwing mei hege temperatuer ûnûntkomber katastrofale gefolgen hawwe. Dêrom is de anty-oksidaasjebehanneling fan C/C-kompositmaterialen in ûnmisber ûnderdiel wurden fan it tariedingsproses. Fanút it perspektyf fan anty-oksidaasjetechnology kin it wurde ferdield yn ynterne anty-oksidaasjetechnology en anty-oksidaasjecoatingtechnology.

Gemyske dampfaze

Gemyske dampôfsetting (CVD of CVI) is it direkt ôfsetten fan koalstof yn 'e poaren fan 'e blank om it doel te berikken fan it foljen fan 'e poaren en it fergrutsjen fan 'e tichtheid. De ôfsette koalstof is maklik te grafitysearjen en hat goede fysike kompatibiliteit mei de fezels. It sil net krimpje tidens opnij karbonisearjen lykas de impregnaasjemetoade, en de fysike en meganyske eigenskippen fan dizze metoade binne better. As koalstof lykwols tidens it CVD-proses op it oerflak fan 'e blank ôfset wurdt, sil it foarkomme dat it gas yn 'e ynterne poaren diffundearret. De koalstof dy't op it oerflak ôfset is, moat meganysk fuorthelle wurde en dan moat in nije rûnde fan ôfsetting útfierd wurde. Foar dikke produkten hat de CVD-metoade ek bepaalde swierrichheden, en de syklus fan dizze metoade is ek tige lang.