1. A szénszál réteges szerkezete és nagy modulus jellemzői
A szénszál, a magas hőmérsékleten karbonizált szerves szálakból készült anyag egyedi réteges szerkezetű és kovalens kötéscsatlakozással rendelkezik, amely a magas modulus forrása. A karbonizációs folyamat során a szerves szálak nem szén-dioxid-elemeit fokozatosan eltávolítják, így erősen orientált szénatomréteg szerkezete marad. Ezeket a szénatomrétegeket szorosan összekapcsolják az erős kovalens kötések, amelyek réteges szerkezetet képeznek, mint a grafithoz, de rendezettebb réteg -orientációval. Ez a szerkezet a szénszálasnak rendkívül magas modulust ad a tengelyirányban, azaz a deformáció elleni küzdelem képességét.
A magas modulus a szénszálas anyagok jelentős jellemzője, ami azt jelenti, hogy ha erőnek van kitéve, akkor a szénszál fenntartja a jó forma stabilitását, és nem könnyű deformálódni. Ez a szolgáltatás döntő jelentőségű olyan alkalmazások számára, amelyeknek ellenállniuk kell a nagy stressznek és a nagy terhelésnek, például a repülőgépgyártásnak, az autógyártásnak, a sportcikkeknek és más területeknek.
2. Magas modulus visszatartása és előnyei Őrölt szénszálpor vezetőképes adalékanyagokhoz
Az őrölt szénszálas por a vezetőképes adalékanyagokhoz egy finom szemcsés anyag, amelyet a szénszál összetörésével egy speciális folyamaton keresztül kapnak. Noha a részecskeméret csökken, a szénszál alapszerkezete és tulajdonságai megmaradnak, különösen annak nagy modulus jellemzői. Amikor ezt a port hozzáadják a mátrix anyaghoz vezetőképes adalék- vagy megerősítési fázisként, annak nagy modulus előnye teljes mértékben bebizonyosodott.
Jelentősen javítja az anyag modulusát
Az őrölt szénszálas por magas modulus tulajdonságai a vezetőképes adalékanyagok számára lehetővé teszik, hogy jelentősen javítsa az anyag teljes modulusát, ha a mátrix anyaghoz hozzáadják. Ez azt jelenti, hogy a kompozit anyag nehezebb és tartósabb, ha stressznek vetik alá, és ellenáll a nagyobb deformációnak és terhelésnek. Ez a tulajdonság különösen fontos a nagy szilárdsághoz és a nagy merevséghez szükséges szerkezeti alkatrészeknél.
Fokozza az anyagi stabilitást
A vezetőképes adalékanyagok magas modulusos, őrölt szénszálas porja javíthatja az anyag méretét és hőstabilitását. Hőmérsékleti változások vagy feszültség esetén a kompozit anyag megőrizheti a jó formát és a méret stabilitását, és nem hajlamos a deformációra vagy a repedésre. Ez a szolgáltatás döntő jelentőségű olyan berendezések vagy alkatrészek számára, amelyeknek durva környezetben kell működniük.
Javítsa az anyagi fáradtság ellenállását
A vezetőképes adalékanyagok számára az őrölt szénszálas por magas modulusa elősegíti a kompozit anyagok fáradtságállóságának javítását is. Ciklikus terhelések mellett a kompozit anyag megőrizheti a jó mechanikai tulajdonságokat és a tartósságot, és nem hajlamos a fáradtság meghibásodására. Ez nagy jelentőséggel bír azoknak a szerkezeti alkatrészeknek, amelyeknek hosszú ideig kell ellenállniuk a váltakozó terheléseknek.
3. A szénszálas por előkészítési folyamata
A szénszálas por előkészítési folyamata a kulcsfontosságú link annak biztosítása érdekében, hogy annak magas modulus jellemzői megmaradjanak és kifejezzék. A szénszálas por fő előkészítési lépéseit és folyamatpontjait az alábbiakban részletesen ismertetjük.
Nyersanyagválasztás és előkezelés
A szénszálas por előállításához először a kiváló minőségű szénszálas nyersanyagok kiválasztását igényli. A poliakrilonitril (PAN)-alapú szénszálat használják alapanyagként, mivel kiváló mechanikai tulajdonságokkal és karbonizációs hatással rendelkezik. A nyersanyagválasztás után az előkezelés, például a tisztítás és a szárítás szükséges a felszíni szennyeződések és a nedvesség eltávolításához, hogy biztosítsa a későbbi feldolgozás zökkenőmentes előrehaladását.
Karbonizációs kezelés
A karbonizáció a szénszál előállításának egyik legfontosabb lépése. Az előkezelt szénszálat magas hőmérsékletű kemencébe helyezik, és magas hőmérsékletű karbonizációs kezelésnek van kitéve egy inert gáz (például nitrogén) védelme alatt. A karbonizációs hőmérsékletet általában 1000-3000 ℃ között szabályozzák, és a szükséges szénszálas teljesítmény és cél szerint állítják be. A karbonizációs folyamat során a szerves rostban a nem szén-dioxid-elemeket fokozatosan eltávolítják, így egy erősen orientált szénatomréteg szerkezete van a szénszálak kialakulásához.
Zúzás és őrlés
A szénsavas szénszálak általában hosszú szálak formájában vannak. A konkrét alkalmazások igényeinek kielégítése érdekében azokat finom részecskékké kell összetörni. A zúzási eljárást mechanikus összetöréssel, légáramlással és más módszerekkel lehet elvégezni. Az őrlés az, hogy tovább javítsák a szénszálas por finomságát és egységességét, általában olyan berendezések felhasználásával, mint a golyó és a rezgésmalmok. A zúzás és az őrlés révén egyenletes részecskemérettel és jó diszperzióval rendelkező szénszálas por lehet.
Felületkezelés és módosítás
A szénszálas por és a mátrix anyagok közötti kompatibilitás és kötés javítása érdekében felületkezelhető és módosítható. A felszíni kezelést kémiai kezeléssel, fizikai kezeléssel vagy plazmakezeléssel lehet elvégezni a szénszálas por felületi aktivitásának és nedvesíthetőségének javítása érdekében. A módosítás a szénszálas por felületi tulajdonságainak és kémiai szerkezetének megváltoztatása specifikus adalékanyagok hozzáadásával vagy kémiai oltás elvégzésével és egyéb reakciókkal, hogy jobban megfeleljen az adott alkalmazások igényeinek.
Előző
