Anglies Pluoštas: Anglies Pluošto Gamybos Technologija Rusijoje, Glaistas Ir Grindinis šildymas Su Anglies Pluoštu, Anglies Pluošto Tankis Ir Savybės

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-09 13:33

Kiekvienam šiuolaikiniam žmogui labai svarbu žinoti viską apie anglies pluoštą. Suprasdami anglies gamybos technologiją Rusijoje, anglies pluošto tankį ir kitas charakteristikas, bus lengviau suprasti jo taikymo sritį ir padaryti teisingą pasirinkimą. Be to, turėtumėte sužinoti viską apie glaistymą ir šildymą grindimis su anglies pluoštu, apie užsienio šio produkto gamintojus ir įvairias taikymo sritis.

Ypatumai

Anglies pluošto ir anglies pluošto pavadinimai, o daugelyje šaltinių - ir anglies pluoštas, yra labai paplitę. Tačiau idėja apie faktines šių medžiagų savybes ir jų panaudojimo galimybes daugeliui žmonių yra gana skirtinga. Techniniu požiūriu, ši medžiaga surenkama iš sriegių, kurių skerspjūvis yra ne mažesnis kaip 5 ir ne didesnis kaip 15 mikronų … Beveik visą kompoziciją sudaro anglies atomai - taigi ir pavadinimas. Šie atomai yra sugrupuoti į trapius kristalus, sudarančius lygiagrečias linijas.

Ši konstrukcija užtikrina labai aukštą tempimo stiprumą. Anglies pluoštas nėra visiškai naujas išradimas . Pirmuosius panašios medžiagos pavyzdžius gavo ir panaudojo Edisonas. Vėliau, XX amžiaus viduryje, anglies pluoštas patyrė renesansą - ir nuo to laiko jo naudojimas nuolat didėjo.

Anglies pluoštas dabar gaminamas iš gana skirtingų žaliavų, todėl jo savybės gali labai skirtis.

Sudėtis ir fizinės savybės

Svarbiausia iš anglies pluošto savybių išlieka jo išskirtinis atsparumas karščiui … Net jei medžiaga kaitinama iki 1600–2000 laipsnių, tada, jei aplinkoje nėra deguonies, jos parametrai nesikeis. Šios medžiagos tankis kartu su įprastu taip pat yra linijinis (matuojamas vadinamuoju tex). Esant 600 tex linijiniam tankiui, 1 km tinklo masė bus 600 g. Daugeliu atvejų medžiagos elastinis modulis arba, kaip sakoma, Youngo modulis taip pat yra labai svarbus.

Didelio stiprumo pluošto atveju šis skaičius svyruoja nuo 200 iki 250 GPa. Didelio modulio anglies pluošto, pagaminto PAN pagrindu, elastinis modulis yra maždaug 400 GPa. Skystųjų kristalų tirpalams šis parametras gali skirtis nuo 400 iki 700 GPa. Elastinis modulis apskaičiuojamas remiantis jo vertės įvertinimu, kai ištempiami atskiri grafito kristalai. Atominių plokštumų orientacija nustatoma naudojant rentgeno spindulių difrakcijos analizę.

Numatytasis paviršiaus įtempimas yra 0,86 N / m. Apdorojant medžiagą, kad būtų gautas metalo-kompozitinis pluoštas, šis skaičius pakyla iki 1,0 N / m . Matavimas kapiliarų pakilimo metodu padeda nustatyti atitinkamą parametrą. Pluoštų lydymosi temperatūra, pagrįsta naftos duobėmis, yra 200 laipsnių. Verpimas vyksta apie 250 laipsnių; kitų tipų pluoštų lydymosi temperatūra tiesiogiai priklauso nuo jų sudėties.

Didžiausias anglies audinių plotis priklauso nuo technologinių reikalavimų ir niuansų. Daugeliui gamintojų jis yra 100 arba 125 cm. Kalbant apie ašinį stiprumą, jis bus lygus:

• didelio stiprumo gaminiams, kurių pagrindas yra PAN nuo 3000 iki 3500 MPa;
• pluoštai, turintys didelį pailgėjimą, griežtai 4500 MPa;
• didelio modulio medžiagai nuo 2000 iki 4500 MPa.

Teoriškai apskaičiuojant kristalo stabilumą esant tempimo jėgai, nukreiptą į gardelės atominę plokštumą, apskaičiuota vertė yra 180 GPa. Numatoma praktinė riba yra 100 GPa. Tačiau eksperimentai dar nepatvirtino, kad yra daugiau nei 20 GPa. Tikrąjį anglies pluošto stiprumą riboja jo mechaniniai defektai ir gamybos proceso niuansai. Praktiniuose tyrimuose nustatytas 1/10 mm ilgio sekcijos tempiamasis stipris bus nuo 9 iki 10 GPa.

Anglies pluoštas T30 nusipelno ypatingo dėmesio . Ši medžiaga daugiausia naudojama strypų gamybai. Šis sprendimas išsiskiria lengvumu ir puikiu balansu. T30 indeksas reiškia 30 tonų elastingumo modulį.

Sudėtingesni gamybos procesai leidžia gauti T35 lygio produktą ir pan.

Gamybos technologija

Anglies pluoštas gali būti pagamintas iš įvairių polimerų rūšių. Apdorojimo režimas nustato du pagrindinius tokių medžiagų tipus - karbonizuotus ir grafitizuotus tipus. Yra svarbus skirtumas tarp pluošto, gauto iš PAN, ir skirtingų pikio tipų. Kokybiški anglies pluoštai, tiek didelio stiprumo, tiek didelio modulio, gali turėti skirtingą kietumo ir modulio lygį . Įprasta juos nurodyti skirtinguose prekės ženkluose.

Pluoštai gaminami gijų arba ryšulių formatu. Jie susidaro nuo 1000 iki 10000 ištisinių gijų. Taip pat gali būti gaminami audiniai iš šių pluoštų, pavyzdžiui, pakulų (šiuo atveju gijų skaičius yra dar didesnis). Pradinė žaliava yra ne tik paprasti pluoštai, bet ir skystųjų kristalų žingsniai, taip pat poliakrilnitrilas. Gamybos procesas pirmiausia reiškia originalių pluoštų gamybą, o tada jie kaitinami ore 200–300 laipsnių temperatūroje.

PAN atveju šis procesas vadinamas išankstiniu apdorojimu arba atsparumo ugniai stiprinimu. Po tokios procedūros pikis įgyja tokią svarbią savybę kaip nelaidumas. Pluoštai yra iš dalies oksiduojami. Tolesnio kaitinimo būdas nustato, ar jie priklausys karbonizuotai, ar grafitu . Darbo pabaiga reiškia, kad paviršiui suteikiamos būtinos savybės, po to jis yra baigtas arba matuojamas.

Oksidacija ore padidina atsparumą ugniai ne tik dėl oksidacijos. Prie to prisideda ne tik dalinis dehidrogenavimas, bet ir tarpmolekulinis kryžminis ryšys bei kiti procesai. Be to, sumažėja medžiagos jautrumas anglies atomų lydymuisi ir lakumui. Karbonizaciją (aukštos temperatūros fazėje) lydi dujinimas ir visų pašalinių atomų pabėgimas.

PAN pluoštai, įkaitinti iki 200–300 laipsnių esant orui, tampa juodi.

Vėlesnis jų karbonizavimas atliekamas azoto aplinkoje, esant 1000 - 1500 laipsnių temperatūrai. Optimalus šildymo lygis, pasak daugelio specialistų, yra 1200 - 1400 laipsnių . Didelio modulio pluoštas turės būti įkaitintas iki maždaug 2500 laipsnių. Pradiniame etape PAN gauna kopėčių mikrostruktūrą. Kondensacija intramolekuliniame lygyje, kartu su policiklinės aromatinės medžiagos atsiradimu, yra „atsakinga“už jos atsiradimą.

Kuo labiau pakils temperatūra, tuo didesnė bus ciklinio tipo struktūra . Pasibaigus terminiam apdorojimui pagal technologiją, molekulių ar aromatinių fragmentų išdėstymas yra toks, kad pagrindinės ašys bus lygiagrečios pluošto ašiai. Įtampa neleidžia nukristi orientacijos laipsniui. PAN skilimo ypatumus terminio apdorojimo metu lemia skiepytų monomerų koncentracija. Kiekviena tokių pluoštų rūšis lemia pradines apdorojimo sąlygas.

Skystųjų kristalų naftos pikis ilgą laiką turi būti laikomas 350–400 laipsnių temperatūroje. Šis režimas sukels policiklinių molekulių kondensaciją. Jų masė didėja ir palaipsniui sulimpa (susidaro sferulitai). Jei šildymas nenutrūksta, sferulitai auga, didėja molekulinė masė, todėl susidaro ištisinė skystųjų kristalų fazė . Kristalai retkarčiais tirpsta chinoline, tačiau dažniausiai jie netirpsta nei jame, nei piridine (tai priklauso nuo technologijos niuansų).

Pluoštai, gauti iš skystųjų kristalų pikio su 55 - 65% skystųjų kristalų, teka plastiškai. Verpimas atliekamas 350–400 laipsnių temperatūroje. Labai orientuota struktūra susidaro iš pradžių kaitinant 200–350 laipsnių oro atmosferoje ir vėliau laikant inertiškoje atmosferoje. „Thornel P-55“prekės ženklo pluoštus reikia įkaitinti iki 2000 laipsnių, kuo didesnis elastingumo modulis, tuo aukštesnė temperatūra.

Pastaruoju metu mokslo ir inžinerijos darbuose vis daugiau dėmesio skiriama technologijai, naudojamai hidrinimui. Pradinė pluoštų gamyba dažnai atliekama hidrinant akmens anglių deguto pikio ir naftalino gumos mišinį. Tokiu atveju turėtų būti tetrahidrochinolino . Apdorojimo temperatūra yra 380 - 500 laipsnių. Kietąsias medžiagas galima pašalinti filtruojant ir centrifuguojant; tada aikštelės sutirštėja esant aukštai temperatūrai. Anglies gamybai būtina naudoti (priklausomai nuo technologijos) gana įvairią įrangą:

• sluoksniai, paskirstantys vakuumą;
• siurbliai;
• sandarinimo diržai;
• darbo stalai;
• spąstai;
• laidus tinklelis;
• vakuuminės plėvelės;
• prepregai;
• autoklavai.

Rinkos apžvalga

Šie anglies pluošto gamintojai pirmauja pasaulinėje rinkoje:

• Thornell, Fortafil ir Celion (JAV);
• Grafilis ir Modmoras (Anglija);
• Kureha-Lone ir Toreika (Japonija);
• „Cytec Industries“;
• Hexcel;
• SGL grupė;
• „Toray Industries“;
• Zoltek;
• „Mitsubishi Rayon“.

Šiandien Rusijoje gaminama anglis:

• Čeliabinsko gamykla iš anglies ir kompozicinių medžiagų;
• Balakovo anglies gamyba;
• NPK „Khimprominzhiniring“;
• Saratovo įmonė „START“.

Produktai ir programos

Anglies pluoštas naudojamas sudėtiniam sutvirtinimui gaminti. Taip pat įprasta jį naudoti norint gauti:

• dvikrypčiai audiniai;
• dizainerių audiniai;
• dviašis ir keturkampis audinys;
• neaustas audinys;
• vienpusė juosta;
• prepregai;
• išorinis sutvirtinimas;
• pluoštas;
• pakinktai.

Dabar gana rimta naujovė šiltos infraraudonųjų spindulių grindys . Šiuo atveju medžiaga naudojama kaip tradicinės metalinės vielos pakaitalas. Jis gali generuoti 3 kartus daugiau šilumos, be to, energijos suvartojimas sumažėja apie 50%. Kompleksinių metodų mėgėjai dažnai naudoja anglies vamzdelius, gautus apvijant. Šie gaminiai taip pat yra paklausūs automobilių ir kitos įrangos gamintojų. Pavyzdžiui, anglies pluoštas dažnai naudojamas rankiniams stabdžiams. Be to, remdamiesi šia medžiaga, gaukite:

• orlaivių modelių dalys;
• vientisas gaubtas;
• dviračiai;
• automobilių ir motociklų derinimo dalys.

Anglies audinio plokštės yra 18% standesnės nei aliuminis ir 14% daugiau nei konstrukcinis plienas … Rankovės, pagamintos iš šios medžiagos, reikalingos įvairaus skerspjūvio vamzdžiams ir vamzdžiams, įvairių profilių spiraliniams gaminiams gauti. Jie taip pat naudojami golfo lazdoms gaminti ir remontuoti. Taip pat verta atkreipti dėmesį į jo naudojimą. gaminant ypač patvarius išmaniųjų telefonų ir kitų dalykėlių dėklus . Tokie gaminiai paprastai yra aukščiausios kokybės ir turi dekoratyvines savybes.

Kalbant apie dispersinius grafito tipo miltelius, reikia:

• kai gaunamos elektrai laidžios dangos;
• išleidžiant įvairių tipų klijus;
• kai sutvirtinamos formos ir kai kurios kitos dalys.

Anglies pluošto glaistas daugeliu atžvilgių yra geresnis už tradicinį glaistą. Šį derinį daugelis ekspertų vertina dėl savo plastiškumo ir mechaninio stiprumo. Kompozicija tinka giliems defektams padengti. Anglies strypai ar strypai yra stiprūs, lengvi ir ilgaamžiai. Tokios medžiagos reikia:

• aviacija;
• raketų pramonė;
• sporto įrangos išleidimas.

Pirolizuojant karboksirūgšties druskas, galima gauti ketonų ir aldehidų. Puikios anglies pluošto šiluminės savybės leidžia jį naudoti šildytuvuose ir šildymo pagalvėse. Tokie šildytuvai:

• ekonomiškas;
• patikimas;
• išsiskiria įspūdingu efektyvumu;
• neskleiskite pavojingos spinduliuotės;
• palyginti kompaktiškas;
• puikiai automatizuotas;
• veikia be nereikalingų problemų;
• neskleiskite pašalinio triukšmo.

Anglies-anglies kompozitai naudojami gaminant:

• tiglių atramos;
• kūginės vakuuminio lydymo krosnių dalys;
• vamzdinės dalys jiems.

Papildomos taikymo sritys:

• naminiai peiliai;
• naudoti žiedlapių vožtuvams varikliuose;
• naudoti statybose.

Šiuolaikiniai statybininkai jau seniai naudojo šią medžiagą ne tik išoriniam sutvirtinimui. Taip pat reikia sustiprinti akmeninius namus ir baseinus. Klijuotas armatūros sluoksnis atkuria tiltų atramų ir sijų savybes. Jis taip pat naudojamas kuriant septikus ir įrėminant natūralius, dirbtinius rezervuarus, dirbant su kesonu ir siloso duobe.

Taip pat galite pataisyti įrankių rankenas, pataisyti vamzdžius, pataisyti baldų kojas, žarnas, rankenas, įrangos dėklus, palanges ir PVC langus.