Pêvajoya amadekirina materyalên kompozît ên fîbera karbonê

Pêşdîtina Materyalên Kompozît ên Karbon-Karbon

Materyalê kompozît ê karbon/karbon (C/C)materyalek kompozît a bi fîbera karbonê xurtkirî ye ku xwedan rêzek taybetmendiyên hêja ye wek hêz û modulusa bilind, giraniya taybetî ya ronahiyê, katsayiya berfirehbûna germî ya piçûk, berxwedana korozyonê, berxwedana şoka germî, berxwedana xişandinê ya baş, û aramiya kîmyewî ya baş e. Ew cureyek nû ya materyalek kompozît a germahiya ultrabilind e.

Materyalê kompozît C/Cmateryalek endezyariyê ya entegre ya avahiya germî-fonksiyonel a hêja ye. Mîna materyalên kompozît ên performansa bilind ên din, ew avahiyek kompozît e ku ji qonaxek bi fîberê xurtkirî û qonaxek bingehîn pêk tê. Cûdahî ev e ku hem qonaxa xurtkirî û hem jî qonaxa bingehîn ji karbona paqij a xwedî taybetmendiyên taybetî pêk tên.

Materyalên kompozît ên karbon/karbonbi piranî ji hestiya karbonê, qumaşê karbonê, fîbera karbonê wekî xurtkirin û karbona bi buharê hatî rijandin wekî matrîks têne çêkirin, lê tenê yek hêman heye, ew jî karbon e. Ji bo zêdekirina dendikê, karbona ku ji karbonkirinê çêdibe bi karbonê an jî bi rezînê (an asfaltê) tê dagirtin, ango materyalên kompozît ên karbon/karbon ji sê materyalên karbonê têne çêkirin.

Pêvajoya hilberîna materyalên kompozît ên karbon-karbon

1) Hilbijartina fîbera karbonê

Hilbijartina komên fîbera karbonê û sêwirana avahîsaziyê ya qumaşên fîberê bingeha çêkirinê ne.Kompozît C/CTaybetmendiyên mekanîkî û taybetmendiyên termofîzîkî yên kompozîtên C/C dikarin bi hilbijartina maqûl a celebên fîber û parametreyên tevnkirina qumaşê, wekî arasteya rêzkirina komek têl, mesafeya komek têl, naveroka qebareya komek têl, û hwd., werin destnîşankirin.

2) Amadekirina pêşforma fîbera karbonê

Pêşforma fîbera karbonê behsa valahiyek dike ku li gorî şeklê hilberê û hewcedariyên performansê di şiklê avahîsaziyê yê pêwîst ê fîberê de tê çêkirin da ku pêvajoya tîrbûnê pêk were. Ji bo beşên avahîsaziyê yên pêş-çêkirî sê rêbazên sereke yên pêvajoyê hene: tevnkirina nerm, tevnkirina hişk û tevnkirina tevlihev a nerm û hişk. Pêvajoyên sereke yên tevnkirinê ev in: tevnkirina têla hişk, rêzkirina koma çîpên pêş-impregnkirî, qulkirina tevnkirina nazik, pêçandina fîberê û tevnkirina giştî ya sê-alî ya pir-alî. Niha, pêvajoya sereke ya tevnkirinê ya ku di materyalên kompozît ên C de tê bikar anîn tevnkirina giştî ya sê-alî ya pir-alî ye. Di dema pêvajoya tevnkirinê de, hemî fîberên tevnkirî di rêgezek diyarkirî de têne rêz kirin. Her fîber di goşeyek diyarkirî de li ser rêgeza xwe dûr dikeve û bi hev re tê hev kirin da ku qumaşek çêbike. Taybetmendiya wê ev e ku ew dikare qumaşek giştî ya sê-alî ya pir-alî çêbike, ku dikare bi bandor naveroka qebareya fîberan di her rêgezê materyalê kompozît C/C de kontrol bike, da ku materyalê kompozît C/C dikare taybetmendiyên mekanîkî yên maqûl di hemî rêgezan de nîşan bide.

3) Pêvajoya dendikkirina C/C

Asta û karîgeriya tîrbûnê bi giranî ji hêla avahiya qumaşê û parametreyên pêvajoyê yên materyalê bingehîn ve bandor dibe. Rêbazên pêvajoyê yên ku niha têne bikar anîn ev in: karbonîzasyona impregnasyonê, danîna buhara kîmyewî (CVD), înfîltrasyona buhara kîmyewî (CVI), danîna şileya kîmyewî, pîrolîz û rêbazên din. Du cureyên sereke yên rêbazên pêvajoyê hene: pêvajoya karbonîzasyona impregnasyonê û pêvajoya înfîltrasyona buhara kîmyewî.

Impregnasyon-karbonîzasyona qonaxa şile

Rêbaza impregnasyona qonaxa şil di warê alavan de nisbeten hêsan e û sepandina wê fireh e, ji ber vê yekê rêbaza impregnasyona qonaxa şil rêbazek girîng e ji bo amadekirina materyalên kompozît ên C/C. Ew pêşforma ji fîbera karbonê hatî çêkirin têxe nav impregnantê şil, û bi zextkirinê impregnant bi tevahî bikeve nav valahiya pêşformê, û dûv re bi rêya rêze pêvajoyên wekî hişkkirin, karbonkirin û grafîtkirinê, di dawiyê de were bidestxistin.Materyalên kompozît ên C/CDezavantaja wê ew e ku ji bo bidestxistina pêdiviyên densiteyê çerxên dubarekirî yên impregnasyon û karbonîzasyonê digire. Pêkhate û avahiya impregnantê di rêbaza impregnasyona qonaxa şil de pir girîng e. Ew ne tenê bandorê li ser karîgeriya densiteyê dike, lê di heman demê de bandorê li taybetmendiyên mekanîkî û fîzîkî yên hilberê jî dike. Baştirkirina berhema karbonîzasyona impregnantê û kêmkirina vîskozîteya impregnantê her gav yek ji pirsgirêkên sereke bûye ku di amadekirina materyalên kompozît ên C/C de bi rêbaza impregnasyona qonaxa şil were çareser kirin. Vîskozîteya bilind û berhema karbonîzasyona nizm a impregnantê yek ji sedemên girîng ên lêçûna bilind a materyalên kompozît ên C/C ye. Baştirkirina performansa impregnantê ne tenê dikare karîgeriya hilberîna materyalên kompozît ên C/C baştir bike û lêçûna wan kêm bike, lê di heman demê de taybetmendiyên cûrbecûr ên materyalên kompozît ên C/C jî baştir bike. Dermankirina dij-oksîdasyonê ya materyalên kompozît ên C/C Fîbera karbonê di hewayê de di 360°C de dest bi oksîdasyonê dike. Fîbera grafît hinekî ji fîbera karbonê çêtir e, û germahiya oksîdasyona wê di 420°C de dest bi oksîdasyonê dike. Germahiya oksîdasyonê ya materyalên kompozît ên C/C nêzîkî 450°C ye. Materyalên kompozît ên C/C di atmosferek oksîdasyonê ya germahiya bilind de pir bi hêsanî oksîd dibin, û rêjeya oksîdasyonê bi zêdebûna germahiyê re bi lez zêde dibe. Ger tedbîrên dijî-oksîdasyonê tune bin, karanîna demdirêj a materyalên kompozît ên C/C di hawîrdorek oksîdasyonê ya germahiya bilind de bê guman dê encamên karesatbar çêbike. Ji ber vê yekê, dermankirina dijî-oksîdasyonê ya materyalên kompozît ên C/C bûye beşek girîng a pêvajoya amadekirina wê. Ji perspektîfa teknolojiya dijî-oksîdasyonê ve, ew dikare wekî teknolojiya dijî-oksîdasyona navxweyî û teknolojiya pêçandina dijî-oksîdasyonê were dabeş kirin.

Qonaxa Buhara Kîmyewî

Depokirina buxara kîmyewî (CVD an CVI) ew e ku karbon rasterast di kunên vala de were danîn da ku armanca tijîkirina kunan û zêdekirina tîrbûnê pêk were. Karbona razandî bi hêsanî grafît dibe, û lihevhatina fîzîkî ya wê bi fîberê re baş e. Di dema ji nû ve karbonkirinê de mîna rêbaza impregnasyonê ew ê piçûk nebe, û taybetmendiyên fîzîkî û mekanîkî yên vê rêbazê çêtir in. Lêbelê, di dema pêvajoya CVD de, heke karbon li ser rûyê vala were danîn, ew ê rê li ber belavbûna gazê di nav kunên hundurîn de bigire. Karbona li ser rûyê razandî divê bi mekanîkî were rakirin û dûv re divê dewreyek nû ya depokirinê were kirin. Ji bo hilberên stûr, rêbaza CVD jî hin zehmetiyan dikişîne, û çerxa vê rêbazê jî pir dirêj e.