Ce este o fibră de carbon sau carbon - informații generale

dispoziţii generale

Fibra de carbon - acest material compozit stratificat unei pături de fibre de carbon într-o coajă de rășină termorigidă (de obicei, epoxi) rășini polimerice armate cu fibre de carbon.

Carbon International nume - este carbon, și din care fibra din fibra de carbon de carbon produs.

Dar acum la Carbonam includ toate materialele compozite. în cazul în care baza suport sunt fibre de carbon, dar liantul poate fi diferit. Aceasta fibra este, carbon și carbon, combinate într-un singur termen, aducând confuzie în capul consumatorilor.

Acest material inovator, costul ridicat se datorează procesului consumatoare de timp, și o mare parte a muncii manuale în același timp. Odată cu îmbunătățirea și automatizarea proceselor de fabricație a costurilor de carbon va scădea. De exemplu: costul de 1 kg de oțel - mai puțin de $ 1, 1 kg de fibre de carbon fabricate în Europa, costă în jur de 20 $. Mai ieftin este posibilă numai prin automatizarea completă a procesului.

Utilizarea fibrei de carbon

Inițial, carbonul a fost dezvoltat pentru automobile sport și tehnologie spațială, dar datorită proprietăților lor de performanță excelente, cum ar fi greutate redusă și rezistență ridicată, este utilizat pe scară largă în alte industrii:

• în aeronavă,
• pentru echipament sportiv: crose de hochei, căști de protecție, biciclete.
• tije de pescuit,
• aparate medicale, și altele.

Flexibilitatea pânză de carbon, posibilitatea de tăiere și tăiere ușoară, urmată de impregnare cu rășină epoxidică permite formarea unor produse de carbon de orice formă și dimensiune, inclusiv propriile lor. Semifabricatul rezultată poate macina, lustru, vopsea și aplicate flexografică.

Specificații și caracteristici ale carbonului

Popularitatea fibrei de carbon, datorită caracteristicilor sale de performanță unice, care rezultă dintr-o combinație a unui compozit este complet diferit în proprietățile sale de materiale - pânză de carbon ca un substrat de bază și compuși epoxi ca liant.

element comun pentru toate tipurile de fibre de carbon de armare - grosime fibra de carbon 0,005-0,010 mm, care funcționează bine în tensiune, dar au aceeași rezistență la încovoiere mică, adică, ele sunt anizotrope, puternice numai într-o singură direcție, astfel încât utilizarea lor justificată numai sub formă de benzi.

Armare suplimentare pot fi realizate din cauciuc, conferă o tentă gri carbonil.

Un alt element utilizat pentru armarea cu fibre de carbon - Kevlar. Acestea sunt fire galben, care poate fi văzut în unele specii de fibra de carbon. Unii producători fără scrupule problemă pentru sticla colorată Kevlar, fibre de vâscoză colorate, polietilenă, adeziune cu rășini, care sunt mult mai rău decât CFRP, iar rezistența la tracțiune uneori mai puțin.

Kevlar este o marcă comercială a poliamidelor americane legate de polimer clasa aramid, Dacron. Acest nume a devenit un nume de uz casnic pentru toate fibrele din această clasă. Armarea mărește rezistența la încovoiere, astfel încât acesta este utilizat pe scară largă în combinație cu carbon.

Proprietățile de tehnologie fibră de carbon de fabricație

Fibers compuse din cele mai fine filamente de carbon obținute prin tratament termic în aer, adică de oxidare, polimer sau filamente organice (poliacrilonitrilice, fenol, lignină, viscoza) la 250 ° C timp de 24 de ore, adică aproape carbonizarea lor. Aici este firul sub microscop după carbonizare.

După oxidare, carbonatare are loc - încălzirea fibrelor sub azot sau argon, la temperaturi cuprinse între 800 minimum 1500 ° C pentru structuri de construcții, astfel de molecule grafit.

Apoi, grafitizare se realizează (saturație carbon), în același mediu, la o temperatură de 1,300 - 3,000 ° C. Acest proces poate fi repetat de mai multe ori, de curățare din fibre de grafit din azot, creșterea concentrației de carbon și făcându-l mai puternic. Cu cât temperatura este mai puternic fibrele obținute. Prin acest tratament, concentrația de carbon din fibra este crescut la 99%.

Tipuri de fibre de carbon. pânză

Fibrele pot fi scurte, de tăiere, acestea sunt numite „tocat“, și pot fi filamente continue de pe bobinele.

Acest lucru poate fi câlți, fire, șuvițe, care sunt apoi utilizate pentru a face țesături și filme țesute și nețesute. Uneori fibrele stivuite într-o matrice de polimer fără intercalare (UD).

Deoarece fibrele funcționează bine în tensiune dar slabă la încovoiere și compresiune, obiectivul ideal de utilizarea carbonului este să-l folosească în formă de Fabric văluri de carbon. Acesta se obține prin diferite tipuri de tesut: spic, rogojini, etc au nume internaționale Plain, stare de fapt, Satin .. Uneori, fibrele doar interceptat peste copci mari pentru umpleri de rășină. Alegerea corectă a caracteristicilor tehnice și țesături tip de fibră legătură este foarte importantă pentru a obține o fibră de carbon de calitate.

Ca un substrat pe baza de rasini epoxidice sunt utilizate cel mai frecvent, în care banda este prevăzută în straturi, cu schimbarea direcțiilor de țesut, pentru a distribui uniform proprietățile mecanice ale fibrelor orientate. In cele mai multe cazuri, foaia de grosime 1 mm conține 3-4 straturi.

Avantaje și dezavantaje

Prețul mai ridicat al carbonului comparativ cu fibra de sticla si fibra de sticla a explicat tehnologia energoemkoymnogoetapnoy mai complexe, rășini scumpe și echipamente mai scumpe (autoclave). Dar, de asemenea puterea cu elasticitate astfel obținut mai sus, împreună cu multe alte avantaje incontestabile:

Dar, în comparație cu părțile metalice și din fibră de sticlă componente de hidrocarburi au dezavantaje:

• sensibilitatea la punctul de impact,
• complexitatea restaurării cu chips-uri de piatră și zgârieturi,
• decolorare, arde atunci când sunt expuse la lumina soarelui pentru a proteja lac sau email;
• proces lung de fabricație,
• în locurile de contact cu metalul începe coroziunea metalelor, cu toate acestea, în astfel de locuri securizate inserții din fibră de sticlă,
• complexitatea reciclării și reutilizării.

Producerea de carbon

Iată principalele metode de fabricare a produselor din tesatura de carbon:

1. Presarea sau metoda „umed“. Vălul este pus într-o matriță și impregnat cu o rășină epoxidică sau poliester. rășină în exces este îndepărtată sau de formare sau de presiune de vid. Produsul este îndepărtat după polimerizare rășină. Acest proces poate avea loc sau naturale sau accelerată prin încălzire. De obicei într-un astfel de proces rezultat obținut foaie CFRP.

2. mulare. Modelul fabricat de produs (matrice) realizat din gips, alabastru, spumă, care este așezată pe materialul textil impregnat cu rășină. În rolele de laminare compozit condensat și îndepărtat excesul de aer. Apoi a efectuat sau polimerizare și întărire accelerată într-un cuptor sau natural. Această metodă se numește „uscat“ și a produselor sale mai puternice și mai ușor de fabricat decât o metodă de „umed“. Suprafața produsului fabricat prin metoda „uscată“, cu nervuri (dacă nu este acoperit cu lac).

Rășini pentru capacitatea sa de a polimeriza la temperaturi mai mari, împărțite în „rece“ și „cald“. Tehnologia recentă utilizate în preimpregnate, produse semifinite sunt produse atunci când o multitudine de straturi depuse țesătură de carbon cu rășină. Ei în funcție de gradul de rășină poate fi păstrată timp de până la câteva săptămâni, în stare nepolimerizat, intercalată cu folie de polietilenă și trecut între role pentru a elimina bulele de aer si excesul de rasina. Uneori, predpregi stocate în frigidere. Înainte de turnarea preforme este încălzit, iar rășina devine din nou lichid.

3. bobinaj. Firul, banda, materialul este înfășurat pe un butuc cilindric pentru a face țeavă. Periati sau straturi de rășină de role depozitate și de preferință uscate în cuptor.

În toate cazurile, cFrP de acoperire a suprafeței lubrifiat agent de eliberare pentru îndepărtarea ușoară a produsului rezultat după solidificare.

CFRP proprii mâini

După cum rezultă din tehnologia descrisă mai sus, pentru formarea necesară:

• sub formă de matrice,
• stofa de carbon,
• lubrifiant pentru mucegai pentru îndepărtarea ușoară a piesei finite,
• rășină.

În cazul în care să ia pânză de carbon? Taiwan, China, România. Dar, în România, se referă la „țesuturile structurale a crescut puterea pe baza de carbon.“ Dacă găsiți acces la companie, atunci esti foarte norocos. Multe companii oferă kituri gata făcute pentru finisaj de automobile și motociclete „DIY“ includ fragmente de tesatura de carbon și rășină.

70% din piața mondială de țesătură de carbon realizate de către Taiwan și japoneze branduri mari: Mitsubishi, Toray, Toho, CYTEC, Zoltec și altele.

În general, procesul de auto-producție de fibre de carbon este următoarea:

1. Eliberați agent de demulare.
2. După uscarea sa, un strat subțire de rășină, care este laminată sau presat pânză de carbon, eliberare bule de aer.
3. Apoi se aplică un alt strat de rășină de impregnare. Este posibil să se aplice mai multe straturi de țesătură și rășină, în funcție de caracteristicile dorite ale produsului.
4. Rășina poate fi polimerizate în aer. Acest lucru se întâmplă de obicei, în termen de 5 zile. Billet poate fi plasat într-un cuptor încălzit la o temperatură de 140 - 180 ◦S care accelerează foarte mult procesul de polimerizare.

Produsul a fost apoi îndepărtat din matriță, pisa, oja, capac lac, vopsea sau gelcoat.

Irina Khimich, consultant tehnic