Раванди тайёр кардани маводҳои композитӣ аз нахи карбон

Шарҳи мухтасари маводҳои таркибии карбон-карбон

Маводи таркибии карбон/карбон (C/C)маводи композитии тақвиятёфтаи нахи карбон бо як қатор хосиятҳои аъло, аз қабили мустаҳкамӣ ва модули баланд, вазнинии мушаххаси сабук, коэффитсиенти хурди васеъшавии гармӣ, муқовимат ба зангзанӣ, муқовимат ба зарбаи гармӣ, муқовимати хуби соиш ва устувории хуби кимиёвӣ мебошад. Ин як навъи нави маводи композитии ҳарорати ултра баланд аст.

Маводи композитии C/Cяк маводи аълои муҳандисии муттаҳидшудаи сохтори гармӣ-функсионалӣ мебошад. Мисли дигар маводҳои композитии баландсифат, он як сохтори композитӣ мебошад, ки аз фазаи бо нах тақвиятёфта ва фазаи асосӣ иборат аст. Фарқият дар он аст, ки ҳам фазаи тақвиятёфта ва ҳам фазаи асосӣ аз карбони холис бо хосиятҳои махсус иборатанд.

Маводҳои таркибии карбон/карбонасосан аз намади карбонӣ, матои карбонӣ, нахи карбон ҳамчун тақвият ва карбони буғӣ ҳамчун матритса сохта шудаанд, аммо он танҳо як унсур дорад, ки карбон аст. Барои зиёд кардани зичӣ, карбоне, ки дар натиҷаи карбонизатсия ба вуҷуд меояд, бо карбон ё бо қатрон (ё асфалт) пур карда мешавад, яъне маводҳои таркибии карбон/карбон аз се маводи карбон сохта мешаванд.

Раванди истеҳсоли маводҳои композитӣ аз карбон-карбон

1) Интихоби нахи карбон

Интихоби бастаҳои нахи карбон ва тарҳи сохтории матоъҳои нахӣ асоси истеҳсолот мебошанд.Композитҳои C/CХусусиятҳои механикӣ ва термофизикии композитҳои C/C-ро метавон бо роҳи интихоби оқилонаи намудҳои нах ва параметрҳои бофтани матоъ, ба монанди самти ҷойгиршавии бандҳои ришта, фосилаи бандҳои ришта, миқдори ҳаҷми бандҳои ришта ва ғайра муайян кард.

2) Тайёр кардани преформи нахи карбон

Пешнамоиши нахи карбон ба холӣ ишора мекунад, ки мувофиқи шакл ва талаботи маҳсулот ба шакли сохтории зарурии нах табдил дода мешавад, то раванди зичкунӣ анҷом дода шавад. Се усули асосии коркард барои қисмҳои сохтории пешакӣ ташаккулёфта мавҷуданд: бофтани нарм, бофтани сахт ва бофтани нарм ва сахти омехта. Равандҳои асосии бофандагӣ инҳоянд: бофтани риштаи хушк, ҷойгиркунии гурӯҳи чӯбҳои пешакӣ тар кардашуда, сӯрохии бофтани борик, печондани нах ва бофтани умумии бисёрсамтаи сеченака. Дар айни замон, раванди асосии бофандагӣ, ки дар маводҳои композитии C истифода мешавад, бофтани умумии бисёрсамтаи сеченака мебошад. Дар раванди бофандагӣ, ҳамаи нахҳои бофташуда дар самти муайян ҷойгир карда мешаванд. Ҳар як нах дар кунҷи муайян дар самти худ ҷой иваз карда мешавад ва бо ҳамдигар бофта мешавад, то матоъ ташкил кунад. Хусусияти он дар он аст, ки он метавонад матои умумии бисёрсамтаи сеченака ташкил диҳад, ки метавонад миқдори ҳаҷми нахҳоро дар ҳар як самти маводи композитии C/C самаранок назорат кунад, то маводи композитии C/C метавонад хосиятҳои механикии мувофиқро дар ҳама самтҳо нишон диҳад.

3) Раванди зичкунии C/C

Дараҷа ва самаранокии зичшавӣ асосан аз сохтори матоъ ва параметрҳои раванди маводи асосӣ таъсир мегиранд. Усулҳои раванди истифодашаванда, ки айни замон истифода мешаванд, иборатанд аз карбонизатсияи импрегнатсия, таҳшиншавии буғи кимиёвӣ (CVD), инфилтратсияи буғи кимиёвӣ (CVI), таҳшиншавии моеъи кимиёвӣ, пиролиз ва дигар усулҳо. Ду намуди асосии усули раванд мавҷуданд: раванди карбонизатсияи импрегнатсия ва раванди инфилтратсияи буғи кимиёвӣ.

Импрегнатсияи фазаи моеъ-карбонизатсия

Усули импрегнатсияи фазаи моеъ аз ҷиҳати таҷҳизот нисбатан содда аст ва татбиқи васеъ дорад, аз ин рӯ, усули импрегнатсияи фазаи моеъ усули муҳим барои тайёр кардани маводи таркибии C/C мебошад. Он иборат аст аз тар кардани преформаи аз нахи карбон сохташуда ба импрегнати моеъ ва ворид кардани пурраи импрегнати он ба холигии преформа тавассути фишор ва сипас тавассути як қатор равандҳо ба монанди сахткунӣ, карбонизатсия ва графитизатсия, дар ниҳоят ба даст овардани...Маводҳои композитӣ C/CКамбудии он дар он аст, ки барои ноил шудан ба талаботи зичӣ давраҳои такрории импрегнатсия ва карбонизатсия лозим аст. Таркиб ва сохтори импрегнент дар усули импрегнатсияи фазаи моеъ хеле муҳиманд. Он на танҳо ба самаранокии зичкунӣ таъсир мерасонад, балки ба хосиятҳои механикӣ ва физикии маҳсулот низ таъсир мерасонад. Беҳтар кардани ҳосили карбонизатсияи импрегнент ва кам кардани часпакии импрегнент ҳамеша яке аз масъалаҳои калидӣ буд, ки ҳангоми тайёр кардани маводҳои композитии C/C бо усули импрегнатсияи фазаи моеъ бояд ҳал карда шаванд. Часпакии баланд ва ҳосили пасти карбонизатсияи импрегнент яке аз сабабҳои муҳими арзиши баланди маводҳои композитии C/C мебошанд. Беҳтар кардани кори импрегнент на танҳо метавонад самаранокии истеҳсоли маводҳои композитии C/C-ро беҳтар кунад ва арзиши онҳоро кам кунад, балки хосиятҳои гуногуни маводҳои композитии C/C-ро низ беҳтар созад. Коркарди зиддиоксидшавии маводҳои композитии C/C Нахи карбон дар 360°C дар ҳаво оксид шуданро оғоз мекунад. Нахи графит нисбат ба нахи карбон каме беҳтар аст ва ҳарорати оксидшавии он дар 420°C оксид шуданро оғоз мекунад. Ҳарорати оксидшавии маводҳои композитии C/C тақрибан 450°C аст. Маводҳои композитии C/C дар атмосфераи оксидшавии ҳарорати баланд хеле осон оксид мешаванд ва суръати оксидшавӣ бо афзоиши ҳарорат босуръат меафзояд. Агар чораҳои зидди оксидшавӣ вуҷуд надошта бошанд, истифодаи дарозмуддати маводҳои композитии C/C дар муҳити оксидшавии ҳарорати баланд ногузир ба оқибатҳои фалокатбор оварда мерасонад. Аз ин рӯ, коркарди зидди оксидшавии маводҳои композитии C/C қисми ҷудонашавандаи раванди тайёр кардани он гардидааст. Аз нуқтаи назари технологияи зидди оксидшавӣ, онро метавон ба технологияи дохилии зидди оксидшавӣ ва технологияи пӯшиши зидди оксидшавӣ тақсим кард.

Марҳилаи буғи кимиёвӣ

Чопкунии буғи кимиёвӣ (CVD ё CVI) ин ҷойгиркунии карбон мустақиман дар сӯрохиҳои холӣ барои ноил шудан ба ҳадафи пур кардани сӯрохиҳо ва афзоиши зичӣ мебошад. Карбони гузошташуда ба осонӣ графитизатсия карда мешавад ва бо нах мутобиқати хуби ҷисмонӣ дорад. Он ҳангоми аз нав карбонизатсия кардан ба монанди усули импрегнатсия хурд намешавад ва хосиятҳои физикӣ ва механикии ин усул беҳтаранд. Аммо, дар раванди CVD, агар карбон дар сатҳи холӣ ҷойгир карда шавад, он аз паҳншавии газ ба сӯрохиҳои дохилӣ пешгирӣ мекунад. Карбони гузошташуда дар сатҳ бояд ба таври механикӣ тоза карда шавад ва сипас даври нави ҷойгиркунӣ гузаронида шавад. Барои маҳсулоти ғафс, усули CVD низ мушкилоти муайяне дорад ва давраи ин усул низ хеле тӯлонӣ аст.