Mchakato wa maandalizi ya vifaa vya mchanganyiko wa nyuzi za kaboni

Muhtasari wa Vifaa vya Mchanganyiko wa Kaboni-Kaboni

Nyenzo mchanganyiko ya kaboni/kaboni (C/C)ni nyenzo mchanganyiko iliyoimarishwa na nyuzi za kaboni yenye mfululizo wa sifa bora kama vile nguvu na moduli za juu, mvuto maalum wa mwanga, mgawo mdogo wa upanuzi wa joto, upinzani wa kutu, upinzani wa mshtuko wa joto, upinzani mzuri wa msuguano, na utulivu mzuri wa kemikali. Ni aina mpya ya nyenzo mchanganyiko wa joto kali sana.

Nyenzo mchanganyiko ya C/Cni nyenzo bora ya uhandisi iliyojumuishwa inayofanya kazi katika muundo wa joto. Kama nyenzo zingine za mchanganyiko zenye utendaji wa hali ya juu, ni muundo mchanganyiko unaoundwa na awamu iliyoimarishwa na nyuzi na awamu ya msingi. Tofauti ni kwamba awamu iliyoimarishwa na awamu ya msingi zinaundwa na kaboni safi yenye sifa maalum.

Vifaa vya mchanganyiko wa kaboni/kaboniHutengenezwa hasa kwa kaboni iliyoganda, kitambaa cha kaboni, nyuzinyuzi za kaboni kama kiimarishaji, na kaboni iliyohifadhiwa kwa mvuke kama matrix, lakini ina kipengele kimoja tu, ambacho ni kaboni. Ili kuongeza msongamano, kaboni inayozalishwa na kaboni huingizwa kwa kaboni au huingizwa kwa resini (au lami), yaani, vifaa vya mchanganyiko wa kaboni/kaboni hutengenezwa kwa vifaa vitatu vya kaboni.

Mchakato wa utengenezaji wa vifaa vya mchanganyiko wa kaboni-kaboni

1) Uchaguzi wa nyuzi za kaboni

Uchaguzi wa vifurushi vya nyuzi za kaboni na muundo wa kimuundo wa vitambaa vya nyuzi ndio msingi wa utengenezajiMchanganyiko wa C/CSifa za kiufundi na sifa za jotofizikia za mchanganyiko wa C/C zinaweza kuamuliwa kwa kuchagua aina za nyuzi na vigezo vya kusuka vitambaa, kama vile mwelekeo wa mpangilio wa kifungu cha uzi, nafasi kati ya kifungu cha uzi, kiwango cha ujazo wa kifungu cha uzi, n.k.

2) Maandalizi ya awali ya nyuzi za kaboni

Umbo la nyuzi za kaboni hurejelea tupu ambayo huundwa katika umbo la kimuundo linalohitajika la nyuzi kulingana na umbo la bidhaa na mahitaji ya utendaji ili kutekeleza mchakato wa msongamano. Kuna njia tatu kuu za usindikaji wa sehemu za kimuundo zilizotengenezwa tayari: kusuka laini, kusuka ngumu na kusuka laini na ngumu. Michakato kuu ya kusuka ni: kusuka uzi kavu, mpangilio wa kikundi cha fimbo iliyoingizwa kabla, kutoboa laini, kuzungusha nyuzi na kusuka kwa ujumla kwa pande nyingi. Kwa sasa, mchakato mkuu wa kusuka unaotumika katika vifaa vya mchanganyiko wa C ni kusuka kwa ujumla kwa pande nyingi. Wakati wa mchakato wa kusuka, nyuzi zote zilizosokotwa hupangwa katika mwelekeo fulani. Kila nyuzi hubadilishwa kwa pembe fulani kando ya mwelekeo wake na kuunganishwa ili kuunda kitambaa. Sifa yake ni kwamba inaweza kuunda kitambaa cha jumla cha pande nyingi chenye pande tatu, ambacho kinaweza kudhibiti vyema kiwango cha nyuzi katika kila upande wa nyenzo mchanganyiko ya C/C, ili nyenzo mchanganyiko ya C/C iweze kutoa sifa nzuri za kiufundi katika pande zote.

3) Mchakato wa msongamano wa C/C

Kiwango na ufanisi wa msongamano huathiriwa zaidi na muundo wa kitambaa na vigezo vya mchakato wa nyenzo ya msingi. Mbinu za mchakato zinazotumika sasa ni pamoja na uwekaji kaboni kwenye utungaji, uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD), uingiaji wa mvuke wa kemikali (CVI), uwekaji wa kioevu cha kemikali, pyrolysis na njia zingine. Kuna aina mbili kuu za mbinu za mchakato: mchakato wa uwekaji kaboni kwenye utungaji na mchakato wa uingiaji wa mvuke wa kemikali.

Uingizaji wa awamu ya kioevu-kaboni

Mbinu ya upachikaji wa awamu ya kioevu ni rahisi kiasi katika vifaa na ina matumizi mengi, kwa hivyo mbinu ya upachikaji wa awamu ya kioevu ni njia muhimu ya kuandaa vifaa vya mchanganyiko vya C/C. Ni kuzama preform iliyotengenezwa kwa nyuzi za kaboni kwenye mimba ya kioevu, na kuifanya mimba ipenye kikamilifu kwenye utupu wa preform kwa shinikizo, na kisha kupitia mfululizo wa michakato kama vile upozaji, uwekaji wa kaboni, na uchongaji wa grafiti, hatimaye kupataVifaa vya mchanganyiko wa C/C. Ubaya wake ni kwamba inachukua mzunguko wa upachikaji mara kwa mara na uwekaji kaboni ili kufikia mahitaji ya msongamano. Muundo na muundo wa mjamzito katika mbinu ya upachikaji awamu ya kioevu ni muhimu sana. Haiathiri tu ufanisi wa msongamano, lakini pia huathiri sifa za mitambo na kimwili za bidhaa. Kuboresha mavuno ya kaboni ya mjamzito na kupunguza mnato wa mjamzito daima imekuwa moja ya masuala muhimu yanayopaswa kutatuliwa katika utayarishaji wa vifaa vya mchanganyiko vya C/C kwa njia ya upachikaji awamu ya kioevu. Mnato mkubwa na mavuno ya chini ya kaboni ya mjamzito ni moja ya sababu muhimu za gharama kubwa ya vifaa vya mchanganyiko vya C/C. Kuboresha utendaji wa mjamzito hakuwezi tu kuboresha ufanisi wa uzalishaji wa vifaa vya mchanganyiko vya C/C na kupunguza gharama zake, lakini pia kuboresha sifa mbalimbali za vifaa vya mchanganyiko vya C/C. Matibabu ya kuzuia oksidi ya vifaa vya mchanganyiko vya C/C Nyuzi ya kaboni huanza oksidi kwa 360°C hewani. Nyuzi ya grafiti ni bora kidogo kuliko nyuzi za kaboni, na halijoto yake ya oksidi huanza oksidi kwa 420°C. Joto la oksidi la nyenzo mchanganyiko za C/C ni takriban 450°C. Nyenzo mchanganyiko za C/C ni rahisi sana kuongeza oksidi katika angahewa yenye joto kali, na kiwango cha oksidi huongezeka haraka kadri halijoto inavyoongezeka. Ikiwa hakuna hatua za kuzuia oksidi, matumizi ya muda mrefu ya nyenzo mchanganyiko za C/C katika mazingira yenye joto kali bila shaka yatasababisha matokeo mabaya. Kwa hivyo, matibabu ya kuzuia oksidi ya nyenzo mchanganyiko za C/C yamekuwa sehemu muhimu ya mchakato wake wa maandalizi. Kwa mtazamo wa teknolojia ya kuzuia oksidi, inaweza kugawanywa katika teknolojia ya ndani ya kuzuia oksidi na teknolojia ya mipako ya kuzuia oksidi.

Awamu ya Mvuke wa Kemikali

Uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD au CVI) ni kuweka kaboni moja kwa moja kwenye vinyweleo vya nafasi tupu ili kufikia lengo la kujaza vinyweleo na kuongeza msongamano. Kaboni iliyohifadhiwa ni rahisi kuiga grafiti, na ina utangamano mzuri wa kimwili na nyuzi. Haitapungua wakati wa uwekaji upya wa kaboni kama njia ya uwekaji mimba, na sifa za kimwili na za kiufundi za njia hii ni bora zaidi. Hata hivyo, wakati wa mchakato wa CVD, ikiwa kaboni itawekwa kwenye uso wa nafasi tupu, itazuia gesi kusambaa kwenye vinyweleo vya ndani. Kaboni iliyowekwa juu ya uso inapaswa kuondolewa kwa njia ya kiufundi na kisha duru mpya ya uwekaji inapaswa kufanywa. Kwa bidhaa nene, njia ya CVD pia ina matatizo fulani, na mzunguko wa njia hii pia ni mrefu sana.