צוגרייטונג פּראָצעס פון טשאַד פיברע קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלס

איבערבליק פון קאַרבאָן-קאַרבאָן קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן

קאַרבאָן/קאַרבאָן (C/C) קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלאיז אַ קאַרבאָן פיברע ריינפאָרסט קאָמפּאָסיט מאַטעריאַל מיט אַ סעריע פון ​​ויסגעצייכנטע פּראָפּערטיעס אַזאַ ווי הויך שטאַרקייט און מאָדולוס, ליכט ספּעציפיש גראַוויטי, קליין טערמאַל יקספּאַנשאַן קאָואַפישאַנט, קעראָוזשאַן קעגנשטעל, טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל, גוט רייַבונג קעגנשטעל, און גוט כעמיש פעסטקייַט. עס איז אַ נייַ טיפּ פון גאָר הויך טעמפּעראַטור קאָמפּאָסיט מאַטעריאַל.

C/C קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלאיז אַן אויסגעצייכנט טערמיש סטרוקטור-פונקציאָנעל אינטעגרירט אינזשעניריע מאַטעריאַל. ווי אַנדערע הויך-פאָרשטעלונג קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן, איז עס אַ קאָמפּאָזיט סטרוקטור צוזאַמענגעשטעלט פון אַ פיברע-פאַרשטאַרקטער פאַזע און אַ באַזישע פאַזע. דער חילוק איז אַז ביידע די פאַרשטאַרקטע פאַזע און די באַזישע פאַזע זענען צוזאַמענגעשטעלט פון ריין טשאַד מיט ספּעציעלע אייגנשאַפטן.

קאַרבאָן/קאַרבאָן קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלןזענען מערסטנס געמאכט פון קוילן-פילץ, קוילן-שטאָף, קוילן-פיבער אלס פארשטארקונג, און פארע-דעפאזיטירט קוילן-שטאָף אלס מאַטריץ, אבער עס האט נאר איין עלעמענט, וואס איז קוילן-שטאָף. כדי צו פארגרעסערן די געדיכטקייט, ווערט דער קוילן-שטאָף וואס ווערט גענערירט דורך קארבאָניזאַציע אימפּרעגנירט מיט קוילן-שטאָף אדער אימפּרעגנירט מיט רעזין (אדער אספֿאַלט), דאס הייסט, קוילן-שטאָף/קוילן-שטאָף קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן זענען געמאכט פון דריי קוילן-שטאָף מאַטעריאַלן.

פּראָדוקציע פּראָצעס פון טשאַד-טשאַד קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלס

1) אויסוואל פון קוילן פיבער

די סעלעקציע פון ​​טשאַד פיברע באַנדאַלז און די סטראַקטשעראַל פּלאַן פון פיברע פאַבריקס זענען די באַזע פֿאַר מאַנופאַקטורינגC/C קאָמפּאָזיטדי מעכאנישע אייגנשאפטן און טערמאפיזישע אייגנשאפטן פון C/C קאמפאזיטן קענען באשטימט ווערן דורך ראציאנאל אויסקלויבן פיברע טיפן און שטאָף וועבינג פאראמעטערס, ווי צום ביישפיל די אריענטאציע פון ​​דעם יאַרן בונדל, די ספעיס פון דעם יאַרן בונדל, די אינהאַלט פון דעם יאַרן בונדל, אאז"וו.

2) צוגרייטונג פון טשאַד פיברע פּרעפאָרם

קאַרבאָן פיבער פּרעפאָרם באַציט זיך צו אַ ליידיק מאַטעריאַל וואָס ווערט געפאָרעמט אין דער פארלאנגטער סטרוקטורעלער פאָרעם פון די פיבער לויט די פּראָדוקט פאָרעם און פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ כּדי צו דורכפירן דעם דענסיפיקאַציע פּראָצעס. עס זענען דריי הויפּט פּראַסעסינג מעטאָדן פֿאַר פּרעפאָרעמעד סטרוקטורעל טיילן: ווייך וועבינג, שווער וועבינג און ווייך און שווער געמישט וועבינג. די הויפּט וועבינג פּראָצעסן זענען: טרוקן יאַרן וועבינג, פאַר-ימפּרעסט רוט גרופּע אָרדענונג, פייַן וועבינג פּאַנגקטשער, פיבער ווינדינג און דריי-דימענסיאָנאַל מולטי-דירעקשאַנאַל קוילעלדיק וועבינג. איצט, דער הויפּט וועבינג פּראָצעס געניצט אין C קאָמפּאָסיט מאַטעריאַלס איז דריי-דימענסיאָנאַל קוילעלדיק מולטי-דירעקשאַנאַל וועבינג. בעשאַס דעם וועבינג פּראָצעס, אַלע וואָווען פייבערז זענען אָרדנט אין אַ זיכער ריכטונג. יעדער פיבער איז אָפסעט אין אַ זיכער ווינקל צוזאמען זיין אייגענע ריכטונג און ינטערוואָווען מיט יעדער אנדערער צו פאָרעם אַ שטאָף. זייַן כאַראַקטעריסטיק איז אַז עס קען פאָרעם אַ דריי-דימענסיאָנאַל מולטי-דירעקשאַנאַל קוילעלדיק שטאָף, וואָס קענען יפעקטיוולי קאָנטראָלירן די באַנד אינהאַלט פון פייבערז אין יעדער ריכטונג פון די C/C קאָמפּאָסיט מאַטעריאַל, אַזוי אַז די C/C קאָמפּאָסיט מאַטעריאַל קענען אויסאיבן גלייַך מעכאַנישע פּראָפּערטיעס אין אַלע ריכטונגען.

3) C/C פארדינסטונג פראצעס

דער גראַד און עפעקטיווקייט פון דענסיפיקאַציע ווערן דער הויפּט באַאיינפלוסט דורך דער שטאָף סטרוקטור און די פּראָצעס פּאַראַמעטערס פון די באַזע מאַטעריאַל. די פּראָצעס מעטאָדן וואָס ווערן איצט גענוצט אַרייַננעמען ימפּרעגנאַציע קאַרבאָניזאַציע, כעמישע פארע דעפּאָזיציע (CVD), כעמישע פארע אינפילטראַציע (CVI), כעמישע פליסיק דעפּאָזיציע, פּיראָליז און אַנדערע מעטאָדן. עס זענען דאָ צוויי הויפּט טייפּס פון פּראָצעס מעטאָדן: ימפּרעגנאַציע קאַרבאָניזאַציע פּראָצעס און כעמישע פארע אינפילטראַציע פּראָצעס.

פליסיקע פאַזע ימפּרעגנאַציע-קאַרבאָניזאַציע

די פליסיק-פאזע אימפרעגנאציע מעטאד איז רעלאטיוו פשוט אין עקוויפמענט און האט ברייטע אנווענדבארקייט, אזוי איז די פליסיק-פאזע אימפרעגנאציע מעטאד א וויכטיגע מעטאד פארן צוגרייטן C/C קאמפאזיט מאטעריאלן. עס איז צו איינטונקען די פרעפארם געמאכט פון קארבאן פיבער אין די פליסיקע אימפרעגאנט, און מאכן די אימפרעגאנט גאנץ דורכדרינגען אין די ליידיגע ערטער פון די פרעפארם דורך דרוק, און דערנאך דורך א סעריע פון ​​פראצעסן ווי קיורינג, קארבאניזאציע, און גראפיטיזאציע, צום סוף באקומען...C/C קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן. איר חסרון איז אז עס נעמט איבערגעחזרטע אימפרעגנאציע און קארבאניזאציע ציקלען צו דערגרייכן די געדיכטקייט רעקווייערמענץ. די קאמפאזיציע און סטרוקטור פון די אימפרעגנאנט אין די פליסיק פאזע אימפרעגנאציע מעטאד זענען זייער וויכטיג. עס ווירקט נישט נאר אויף די דענסיפיקאציע עפעקטיווקייט, נאר אויך אויף די מעכאנישע און פיזישע אייגנשאפטן פון די פראדוקט. פארבעסערן די קארבאניזאציע אויסבייט פון די אימפרעגנאנט און רעדוצירן די וויסקאזיטעט פון די אימפרעגנאנט זענען שטענדיג געווען איינע פון ​​די שליסל פראבלעמען צו ווערן געלייזט אין די צוגרייטונג פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן דורך פליסיק פאזע אימפרעגנאציע מעטאד. די הויכע וויסקאזיטעט און נידריגע קארבאניזאציע אויסבייט פון די אימפרעגנאנט זענען איינע פון ​​די וויכטיגע סיבות פאר די הויכע קאסטן פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן. פארבעסערן די פערפארמענס פון די אימפרעגנאנט קען נישט נאר פארבעסערן די פראדוקציע עפעקטיווקייט פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן און רעדוצירן זייער קאסטן, נאר אויך פארבעסערן די פארשידענע אייגנשאפטן פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן. אנטי-אקסידאציע באהאנדלונג פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן קארבאן פיבער הייבט אן צו אקסידירן ביי 360°C אין די לופט. גראפיט פיבער איז עטוואס בעסער ווי קארבאן פיבער, און איר אקסידאציע טעמפעראטור הייבט אן צו אקסידירן ביי 420°C. די אקסידאציע טעמפעראטור פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן איז בערך 450°C. C/C קאמפאזיט מאטעריאלן זענען זייער גרינג צו אקסידירן אין א הויך-טעמפּעראַטור אקסידאטיוו אטמאספערע, און די אקסידאציע ראטע וואקסט שנעל מיטן פארגרעסערן די טעמפעראטור. אויב עס זענען נישטא קיין אנטי-אקסידאציע מיטלען, וועט די לאנג-טערמין באנוץ פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן אין א הויך-טעמפּעראַטור אקסידאטיוו סביבה אונפארמיידלעך שאפן קאטאסטראפישע קאנסעקווענצן. דעריבער, איז די אנטי-אקסידאציע באהאנדלונג פון C/C קאמפאזיט מאטעריאלן געווארן אן אומפארמיידלעכער טייל פון איר צוגרייטונג פראצעס. פון דער פערספעקטיוו פון אנטי-אקסידאציע טעכנאלאגיע, קען מען עס צעטיילט אין אינערליכע אנטי-אקסידאציע טעכנאלאגיע און אנטי-אקסידאציע קאוטינג טעכנאלאגיע.

כעמישע פארע פאזע

כעמישע פארע-דעפאזיציע (CVD אדער CVI) איז צו דעפאזירן קוילן גלייך אין די פארן פונעם בלאַנק כדי צו דערגרייכן דעם צוועק פון אנפילן די פארן און פארגרעסערן די געדיכטקייט. דער דעפאזירטער קוילן איז גרינג צו גראפיטיזירן, און האט גוטע פיזישע קאמפאטיבילעטי מיט די פיבער. עס וועט נישט שרינקען בעת ​​ווידער-קארבאניזאציע ווי די אימפרעגאציע מעטאד, און די פיזישע און מעכאנישע אייגנשאפטן פון דעם מעטאד זענען בעסער. אבער, בעת דעם CVD פראצעס, אויב קוילן ווערט דעפאזירט אויף דער ייבערפלאך פונעם בלאַנק, וועט עס פארמיידן אז דער גאז זאל זיך פארשפרייטן אין די אינעווייניגסטע פארן. דער קוילן וואס ווערט דעפאזירט אויף דער ייבערפלאך זאל מען מעכאניש אוועקנעמען און דערנאך זאל מען דורכפירן א נייע רונדע דעפאזיציע. פאר דיקע פראדוקטן, האט דער CVD מעטאד אויך געוויסע שוועריקייטן, און דער ציקל פון דעם מעטאד איז אויך זייער לאנג.