Көміртекті талшық көміртегі мөлшері 95%-дан астам талшықты материал болып табылады.Ол тамаша механикалық, химиялық, электрлік және басқа да тамаша қасиеттерге ие.Бұл «жаңа материалдардың патшасы» және әскери және азаматтық дамуда жетіспейтін стратегиялық материал.«Қара алтын» деген атпен белгілі.
Көміртекті талшықты өндіру желісі келесідей:
Жұқа көміртекті талшық қалай жасалады?
Көміртекті талшықты өндіру технологиясы осы уақытқа дейін дамып, жетілді.Көміртекті талшықты композициялық материалдардың үздіксіз дамуымен, ол өмірдің барлық салаларында, әсіресе авиацияның, автомобильдің, теміржолдың, жел қуатының қалақтарының және т.б. күшті өсуі және оның қозғаушы әсері, көміртекті талшықтар өнеркәсібін дамыту. .Келешегі бұдан да кең.
Көміртекті талшықты өнеркәсіп тізбегін жоғары және төменгі ағынға бөлуге болады.Upstream әдетте көміртекті талшыққа тән материалдарды өндіруді білдіреді;төменгі ағын әдетте көміртекті талшықты қолдану компоненттерін өндіруді білдіреді.Жоғары және төменгі ағындар арасындағы компаниялар оларды көміртекті талшықты өндіру процесінде жабдық жеткізушілері ретінде қарастыра алады.Суретте көрсетілгендей:
Шикі жібектен көміртекті талшыққа дейінгі көміртекті талшықты өнеркәсіп тізбегіне дейінгі бүкіл процесс тотығу пештері, карбонизация пештері, графитизация пештері, бетті өңдеу және өлшемдерді анықтау сияқты процестерден өтуі керек.Талшық құрылымында көміртекті талшық басым.
Көміртекті талшықтар өнеркәсіп тізбегінің жоғары ағыны мұнай-химия өнеркәсібіне жатады, ал акрилонитрил негізінен шикі мұнайды өңдеу, крекинг, аммиакты тотығу және т.б. арқылы алынады;Полиакрилонитрил прекурсоры талшығы, көміртекті талшықты алдын ала тотықтыру және алғы талшықты көміртендіру арқылы алынады, ал көміртекті талшықты композициялық материалды қолдану талаптарын қанағаттандыру үшін көміртекті талшықты және жоғары сапалы шайырды өңдеу арқылы алынады.
Көміртекті талшықты өндіру процесі негізінен сызу, сызу, тұрақтандыру, карбонизация және графитизацияны қамтиды.Суретте көрсетілгендей:
Сурет:Бұл көміртекті талшықты өндіру процесінің алғашқы қадамы.Ол негізінен шикізатты талшықтарға бөледі, бұл физикалық өзгеріс.Бұл процесс кезінде иіру сұйықтығы мен коагуляция сұйықтығы арасындағы масса алмасу және жылу алмасу, ең соңында PAN тұнбасы.Жіптер гельдік құрылымды құрайды.
Жобалау:бағытталған талшықтардың созылу әсерімен бірге жұмыс істеу үшін 100-ден 300 градусқа дейінгі температура қажет.Бұл сонымен қатар PAN талшықтарының жоғары модулі, жоғары күшейту, тығыздау және тазартудағы негізгі қадамы болып табылады.
Тұрақтылық:Термопластикалық PAN сызықты макромолекулярлық тізбегі 400 градуста қыздыру және тотығу әдісімен пластикалық емес ыстыққа төзімді трапеция тәрізді құрылымға айналады, осылайша ол балқымайтын және жоғары температурада жанбайтын, талшық пішінін сақтайды және термодинамика тұрақты күйде.
Карбонизация:ПАН-дағы көміртекті емес элементтерді 1000-нан 2000 градусқа дейінгі температурада шығарып, соңында көміртегі құрамы 90% -дан астам турбостратикалық графит құрылымы бар көміртекті талшықтарды генерациялау қажет.
Графитизация: аморфты және турбостратикалық карбондалған материалдарды үш өлшемді графиттік құрылымдарға айналдыру үшін 2000-нан 3000 градусқа дейінгі температура қажет, бұл көміртекті талшықтардың модулін жақсартудың негізгі техникалық шарасы болып табылады.
Шикі жібек өндіру процесінен дайын өнімге дейінгі көміртекті талшықтың егжей-тегжейлі процесі PAN шикі жібек алдыңғы шикі жібек өндіру процесі арқылы өндіріледі.Сым бергіштің дымқыл қызуы арқылы алдын ала тартылғаннан кейін, ол сызғыш машинамен кезекпен тотығу алдындағы пешке беріледі.Алдын ала тотықтырғыш пештер тобында әртүрлі градиент температурасында пісіргеннен кейін тотыққан талшықтар түзіледі, яғни алдын ала тотыққан талшықтар;алдын ала тотыққан талшықтар орташа температурадағы және жоғары температурадағы карбонизация пештерінен өткеннен кейін көміртекті талшықтарға айналады;содан кейін көміртекті талшықтар көміртекті талшық өнімдерін алу үшін соңғы беттік өңдеуге, өлшемдерге, кептіруге және басқа процестерге ұшырайды..Үздіксіз сым берудің бүкіл процесі және нақты бақылау, кез-келген процестегі кішкене мәселе тұрақты өндіріс пен соңғы көміртекті талшық өнімінің сапасына әсер етеді.Көміртекті талшықты өндіру ұзақ технологиялық ағымға, көптеген техникалық негізгі нүктелерге және жоғары өндірістік кедергілерге ие.Бұл көптеген пәндер мен технологиялардың интеграциясы.
Жоғарыда көміртекті талшықты өндіру болып табылады, көміртекті талшықты мата қалай қолданылатынын қарастырайық!
Көміртекті талшықты матадан жасалған бұйымдарды өңдеу
1. Кесу
Препрег салқын қоймадан минус 18 градуста шығарылады.Оянғаннан кейін, бірінші қадам - автоматты кесу машинасындағы материал диаграммасына сәйкес материалды дәл кесу.
2. Жол төсеу
Екінші қадам - төсеу құралына препрегті төсеу және дизайн талаптарына сәйкес әртүрлі қабаттарды төсеу.Барлық процестер лазерлік позициялаумен жүзеге асырылады.
3. Қалыптастыру
Автоматтандырылған өңдеу роботы арқылы преформа компрессиялық қалыптау үшін қалыптау машинасына жіберіледі.
4. Кесу
Қалыптағаннан кейін дайындаманың өлшемдік дәлдігін қамтамасыз ету үшін кескіш роботтың жұмыс орнына төртінші кесу және қабығын тазарту үшін жіберіледі.Бұл процесті CNC-де де басқаруға болады.
5. Тазалау
Бесінші қадам - тазарту станциясында босату агентін кетіру үшін құрғақ мұзды тазалауды орындау, бұл кейінгі желіммен жабу процесіне ыңғайлы.
6. Желім
Алтыншы қадам - желімдеу робот станциясында құрылымдық желім қолдану.Желімдеу орны, желім жылдамдығы және желімнің шығуы дәл реттеледі.Металл бөлшектермен байланыстың бір бөлігі тойтару станциясында жүзеге асырылатын тойтармалар.
7. Құрастыруды тексеру
Желімді қолданғаннан кейін ішкі және сыртқы панельдер жиналады.Желім қатайтылғаннан кейін кілттік саңылаулардың, нүктелердің, сызықтардың және беттердің өлшемдік дәлдігін қамтамасыз ету үшін көк жарықты анықтау орындалады.
Көміртекті талшықты өңдеу қиынырақ
Көміртекті талшық көміртекті материалдардың берік созылуына да, талшықтардың жұмсақ өңделуіне де ие.Көміртекті талшық - тамаша механикалық қасиеттері бар жаңа материал.Мысал ретінде көміртекті талшықты және біздің қарапайым болатты алайық, көміртекті талшықтың беріктігі шамамен 400-ден 800 МПа-ға дейін, ал қарапайым болаттың беріктігі 200-ден 500 МПа-ға дейін.Қаттылыққа қарасақ, көміртекті талшық пен болат негізінен ұқсас және айқын айырмашылық жоқ.
Көміртекті талшық жоғары беріктікке және жеңіл салмаққа ие, сондықтан көміртекті талшықты жаңа материалдардың патшасы деп атауға болады.Осы артықшылығына байланысты көміртекті талшықты арматураланған композиттерді (КЖҚ) өңдеу кезінде матрица мен талшықтар күрделі ішкі өзара әрекеттеседі, олардың физикалық қасиеттері металдардан ерекшеленеді.CFRP тығыздығы металдарға қарағанда әлдеқайда аз, ал беріктігі көптеген металдарға қарағанда жоғары.CFRP біртекті емес болғандықтан, өңдеу кезінде талшықтың тартылуы немесе матрицалық талшықтың ажырауы жиі орын алады;CFRP жоғары ыстыққа төзімділікке және тозуға төзімділікке ие, бұл өңдеу кезінде жабдықты талап етеді, сондықтан өндіріс процесінде кесу жылуының көп мөлшері пайда болады, бұл жабдықтың тозуы үшін маңызды.
Сонымен қатар, оның қолдану өрістерінің үздіксіз кеңеюімен талаптар барған сайын нәзік бола түсуде, материалдардың қолданылуына және CFRP сапасына қойылатын талаптар барған сайын қатал болып келеді, бұл да өңдеу құнын тудырады. көтерілу.
Көміртекті талшықты тақтаны өңдеу
Көміртекті талшықты тақтаны өңдеп, қалыптастырғаннан кейін дәлдік талаптары немесе құрастыру қажеттіліктері үшін кесу және бұрғылау сияқты кейінгі өңдеу қажет.Кесу процесінің параметрлері және кесу тереңдігі сияқты бірдей шарттарда әртүрлі материалдардан, өлшемдерден және пішіндерден құралды және бұрғыларды таңдау өте әртүрлі әсер етеді.Сонымен қатар, құралдар мен бұрғылардың күші, бағыты, уақыты және температурасы сияқты факторлар да өңдеу нәтижелеріне әсер етеді.
Кейінгі өңдеу процесінде алмас жабыны бар өткір құралды және қатты карбидті бұрғылауды таңдауға тырысыңыз.Құралдың және бұрғы қашауының тозуға төзімділігі өңдеу сапасын және құралдың қызмет ету мерзімін анықтайды.Егер аспап пен бұрғы бит жеткілікті өткір болмаса немесе дұрыс пайдаланылмаса, ол тозуды жылдамдатып, өнімнің өңдеу құнын жоғарылатып қана қоймайды, сонымен қатар пластинаның пішіні мен өлшеміне және пластинаның өлшеміне әсер ететін пластинаға зақым келтіреді. пластинадағы саңылаулар мен ойықтар өлшемдерінің тұрақтылығы.Материалдың қабат-қабатты жыртылуына немесе тіпті блоктың құлауына, нәтижесінде бүкіл тақтаның сынуына әкеледі.
Бұрғылау кезіндекөміртекті талшықтар, жылдамдық неғұрлым жылдам болса, әсер соғұрлым жақсы болады.Бұрғылау биттерін таңдауда, PCD8 беттік жиекті бұрғы қашауының бірегей бұрғы ұшының дизайны көміртекті талшық парақтарына жақсырақ еніп, қабаттасу қаупін азайтатын көміртекті талшықтар үшін қолайлырақ.
Көміртекті талшықты қалың парақтарды кесу кезінде сол және оң жақ бұрандалы жиегі бар екі жақты қысқыш фрезаны пайдалану ұсынылады.Бұл өткір кесу жиегінде кесу кезінде құралдың осьтік күшін жоғары және төмен теңестіру үшін жоғарғы және төменгі бұрандалы ұштары бар., тұрақты кесу жағдайларын алу және материалдың қабаттасуының пайда болуын болдырмау үшін нәтижесінде алынған кесу күші материалдың ішкі жағына бағытталғанын қамтамасыз ету.«Pineapple Edge» маршрутизаторының жоғарғы және төменгі гауһар тәрізді жиектерінің дизайны да көміртекті талшық парақтарын тиімді кесуге мүмкіндік береді.Оның терең чип флейтасы көміртекті талшыққа зақым келтірмеу үшін кесу процесі кезінде чиптерді ағызу арқылы кесу жылуының көп мөлшерін алып тастай алады.парақ қасиеттері.
01 Үздіксіз ұзын талшық
Өнімнің ерекшеліктері:Көміртекті талшық өндірушілердің ең көп тараған өнім түрі, байлам бұралу әдісіне сәйкес үш түрге бөлінген мыңдаған моножіптерден тұрады: NT (Ешқашан Twisted, untwisted), UT (Untwisted, untwisted), TT немесе ST ( Бұрылған, бұралған), оның ішінде NT ең жиі қолданылатын көміртекті талшық болып табылады.
Негізгі қолданба:Негізінен CFRP, CFRTP немесе C/C композиттік материалдар сияқты композиттік материалдар үшін пайдаланылады және қолдану өрістеріне ұшақ/аэроғарыштық жабдықтар, спорт тауарлары және өнеркәсіптік жабдық бөлшектері кіреді.
02 Қапсырмалы талшықты жіп
Өнімнің ерекшеліктері:қысқа талшықты иірілген жіп, қысқа көміртекті талшықтардан иірілген жіптер, мысалы, жалпы мақсаттағы қадам негізіндегі көміртекті талшықтар әдетте қысқа талшықтар түріндегі өнімдер болып табылады.
Негізгі қолданулар:жылу оқшаулағыш материалдар, үйкеліске қарсы материалдар, C/C композиттік бөлшектер және т.б.
03 Көміртекті талшықты мата
Өнімнің ерекшеліктері:Ол үздіксіз көміртекті талшықтан немесе көміртекті талшықтан иірілген жіптен жасалған.Тоқу әдісі бойынша көміртекті талшықты маталарды тоқыма маталар, трикотаж маталар және тоқыма емес маталар деп бөлуге болады.Қазіргі уақытта көміртекті талшық маталар әдетте тоқылған маталар болып табылады.
Негізгі қолданба:Үздіксіз көміртекті талшық сияқты, негізінен CFRP, CFRTP немесе C/C композиттік материалдар сияқты композиттік материалдарда қолданылады және қолдану өрістеріне ұшақ/аэроғарыштық жабдықтар, спорттық тауарлар және өнеркәсіптік жабдық бөлшектері кіреді.
04 Көміртекті талшықтан өрілген белдік
Өнімнің ерекшеліктері:Ол үздіксіз көміртекті талшықтан немесе көміртекті талшықтан иірілген иірілген жіптен тоқылған көміртекті талшықты мата түріне жатады.
Негізгі қолдану:Негізінен шайыр негізіндегі арматуралық материалдар үшін, әсіресе құбырлы бұйымдарды өндіру және өңдеу үшін қолданылады.
05 Ұсақталған көміртекті талшық
