1. La struttura a strati e le caratteristiche elevate del modulo della fibra di carbonio
La fibra di carbonio, un materiale realizzato con fibre organiche carbonizzate ad alta temperatura, ha una struttura a strati unica e una connessione di legame covalente, che è la fonte del suo alto modulo. Durante il processo di carbonizzazione, gli elementi non carbonio nelle fibre organiche vengono gradualmente rimossi, lasciando una struttura di strato di atomo di carbonio altamente orientato. Questi strati di atomo di carbonio sono strettamente collegati da forti legami covalenti, formando una struttura stratificata simile alla grafite ma con un orientamento interstrato più ordinato. Questa struttura offre alla fibra di carbonio un modulo estremamente elevato nella direzione assiale, cioè la capacità di resistere alla deformazione.
L'alto modulo è una caratteristica significativa dei materiali in fibra di carbonio, il che significa che quando soggetta a forza, la fibra di carbonio può mantenere una buona stabilità di forma e non è facile da deformarsi. Questa funzione è cruciale per le applicazioni che devono resistere a sollecitazioni elevate e carico elevato, come aerospaziale, produzione automobilistica, articoli sportivi e altri campi.
2. Ritenzione elevata del modulo e vantaggi di Polvere di fibra di carbonio fresata per additivi conduttivi
La polvere di fibra di carbonio fresata per additivi conduttivi è un materiale granulare fine ottenuto schiacciando la fibra di carbonio attraverso un processo speciale. Sebbene la dimensione delle particelle sia ridotta, la struttura di base e le proprietà della fibra di carbonio sono mantenute, in particolare le sue alte caratteristiche del modulo. Quando questa polvere viene aggiunta al materiale della matrice come fase additiva o di rinforzo conduttiva, il suo elevato vantaggio del modulo è completamente dimostrato.
Migliorare significativamente il modulo del materiale
Le proprietà elevate del modulo della polvere di fibra di carbonio fresata per gli additivi conduttivi gli consentono di migliorare significativamente il modulo complessivo del materiale quando aggiunto al materiale della matrice. Ciò significa che il materiale composito è più duro e più durevole se sottoposto a stress e può resistere a una maggiore deformazione e carico. Questa caratteristica è particolarmente importante per le parti strutturali che richiedono elevata resistenza e elevata rigidità.
Migliorare la stabilità del materiale
L'elevata polvere di fibra di carbonio macinata per moduli per additivi conduttivi può anche migliorare la stabilità dimensionale e la stabilità termica del materiale. In variazioni di temperatura o sollecitazione, il materiale composito può mantenere una buona forma e stabilità dimensionale e non è soggetto a deformazioni o cracking. Questa funzione è cruciale per attrezzature o componenti che devono lavorare in ambienti difficili.
Migliorare la resistenza alla fatica del materiale
L'alto modulo di polvere di fibra di carbonio macinata per additivi conduttivi aiuta anche a migliorare la resistenza alla fatica dei materiali compositi. Sotto carichi ciclici, il materiale composito può mantenere buone proprietà meccaniche e durata e non è soggetto a guasti alla fatica. Questo è di grande significato per le parti strutturali che devono resistere a carichi alternati per lungo tempo.
3. Processo di preparazione della polvere di fibra di carbonio
Il processo di preparazione della polvere in fibra di carbonio è il collegamento chiave per garantire che le sue alte caratteristiche del modulo siano mantenute ed esercitate. Le principali fasi di preparazione e i punti di processo della polvere di fibra di carbonio saranno introdotti in dettaglio di seguito.
Selezione e pretrattamento delle materie prime
La preparazione della polvere in fibra di carbonio richiede innanzitutto la selezione di materie prime in fibra di carbonio di alta qualità. La fibra di carbonio a base di poliacrilonitrile (PAN) viene utilizzata come materia prima perché ha eccellenti proprietà meccaniche e effetto di carbonizzazione. Dopo la selezione delle materie prime, è necessario un pretrattamento come la pulizia e l'essiccazione per rimuovere le impurità e l'umidità della superficie per garantire il progresso regolare della successiva elaborazione.
Trattamento di carbonizzazione
La carbonizzazione è uno dei passaggi chiave nella preparazione della fibra di carbonio. La fibra di carbonio pretrattata è posizionata in un forno ad alta temperatura e sottoposta a un trattamento di carbonizzazione ad alta temperatura sotto la protezione di un gas inerte (come l'azoto). La temperatura di carbonizzazione è generalmente controllata tra 1000-3000 ℃ e regolata in base alle prestazioni e allo scopo della fibra di carbonio richieste. Durante il processo di carbonizzazione, gli elementi non carbonio nella fibra organica vengono gradualmente rimossi, lasciando una struttura dello strato di atomo di carbonio molto orientato per formare fibra di carbonio.
Schiacciamento e macinazione
Le fibre di carbonio carbonizzate sono generalmente sotto forma di fibre lunghe. Per soddisfare le esigenze di applicazioni specifiche, devono essere schiacciati in particelle fini. Il processo di frantumazione può essere eseguito mediante frantumazione meccanica, frantumazione del flusso d'aria e altri metodi. La macinazione è migliorare ulteriormente la finezza e l'uniformità della polvere in fibra di carbonio, di solito usando attrezzature come mulini a sfere e mulini per vibrazioni. Attraverso la frantumazione e la macinazione, è possibile ottenere polvere di fibra di carbonio con dimensioni uniformi delle particelle e buona dispersione.
Trattamento e modifica della superficie
Al fine di migliorare la compatibilità e il legame tra polvere in fibra di carbonio e materiali a matrice, può essere trattata e modificata in superficie. Il trattamento superficiale può essere effettuato mediante trattamento chimico, trattamento fisico o trattamento plasmatico per migliorare l'attività superficiale e la bagnabilità della polvere di fibra di carbonio. La modifica consente di modificare le proprietà della superficie e la struttura chimica della polvere di fibra di carbonio aggiungendo additivi specifici o eseguendo innesti chimici e altre reazioni per renderlo meglio soddisfare le esigenze di applicazioni specifiche.
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