Kohlefaser

Zusammensetzung und Eigenschaften von Kohlenstofffasern

Kohlefaser ist eine Art Hochleistungsfaserwerkstoff mit Kohlenstoff als Hauptbestandteil.

• Hohe Festigkeit

Diese hohe Festigkeit beruht auf seiner einzigartigen Mikrostruktur. Dank ihrer dichten Struktur kann sie großen äußeren Kräften standhalten, ohne leicht zu brechen. In Bezug auf die Kompression von Kohlenstofffasern ist die Druckleistung zwar etwas schlechter als die Zugleistung, aber sie zeigt immer noch eine gute Ausdauer, und die Druckfestigkeit von Kohlenstofffasern im Vergleich zu Stahl hat bei der spezifischen Festigkeit (Verhältnis von Festigkeit zu Dichte) einen bedeutenden Vorteil, in der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen, die extrem empfindlich auf das Gewicht des Materials reagieren, zeichnet sich diese Eigenschaft aus.

• Geringe Dichte

Die Dichte von Kohlenstofffasern beträgt etwa 1,5-2,0 g/cm³, was nur etwa 1/4-1/5 der Dichte von Stahl entspricht. Die geringe Dichte von Kohlenstofffasern ist hauptsächlich auf ihre besondere Mikrostruktur zurückzuführen. Die organische Faser wird bei hoher Temperatur karbonisiert, wobei eine große Anzahl von Nicht-Kohlenstoff-Elementen wie Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff entfernt wird und die Kohlenstoffatome eine Graphit-ähnliche Kristallstruktur, die entlang der Faserachse angeordnet ist. Diese Anordnung verleiht der Kohlenstofffaser sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine relativ lockere innere Struktur mit großen Atomabständen und einer Mehrheit von Leichtgewichten. KohlenstoffatomeDie Gesamtdichte ist also gering.

• Gute chemische Stabilität

Kohlefasern sind gegenüber allgemeinen Chemikalien gut verträglich, können in einer Vielzahl von chemischen Umgebungen, wie z. B. Säuren und Laugen, eine stabile Leistung beibehalten und verursachen nicht so leicht chemische Reaktionen, die die Leistung beeinträchtigen, so dass ein langfristiger zuverlässiger Betrieb unter komplexen Bedingungen gewährleistet ist. Egal, ob es sich um eine feuchte Meeresumgebung oder einen Industriestandort voller chemischer Korrosion handelt, Kohlefaserprodukte können ihre strukturelle Integrität und Leistungsstabilität langfristig aufrechterhalten.

Herstellung von Kohlenstofffasern

Kohlefaser Die Herstellung ist komplexer und feiner. Der erste Schritt ist die Aufbereitung der Rohstoffe, wobei Polyacrylnitrilfasern (PAN) als Vorprodukte verwendet werden. Dann wird eine Voroxidationsbehandlung durchgeführt, so dass die Faser an der Luft auf etwa 200-300 °C erhitzt wird und eine hitzestabile trapezförmige Struktur bildet. Gefolgt von der Verkohlung Prozess wird die voroxidierte Faser unter dem Schutz eines Inertgases auf 1000-1500 °C erhitzt, um den Kohlenstoffanteil zu entfernen und eine Kohlenstofffaser mit einem höheren Kohlenstoffgehalt zu bilden. Kohlenstoff Inhalt. Anschließend kann es graphitiert werden, um die Kristallinität und die Eigenschaften der Fasern weiter zu verbessern.

In der Formgebungsphase ist das Formpressen von Kohlenstofffasern eine der am häufigsten verwendeten Methoden, d. h. Kohlenstofffasern, Harz und andere Matrixmaterialien werden in einem bestimmten Verhältnis gemischt, in die Form gegeben und unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen verfestigt, um Verbundwerkstoffe verschiedener Formen wie Kohlenstofffaserplatten, Rohre usw. herzustellen. Bei diesem Prozess ist die genaue Kontrolle von Druck, Temperatur, Zeit und anderen Parametern von entscheidender Bedeutung, um die Produktqualität zu gewährleisten. Daher sollten bei der Auswahl hochwertiger Kohlenstofffasern wichtige Leistungsindikatoren wie die Zugfestigkeit der Kohlenstofffasern in MPa, die Druckfestigkeit, der Elastizitätsmodul und die Dichte unbedingt berücksichtigt werden.

Wenn Sie mehr über Kohlenstofffasern erfahren möchten, erhalten Sie von Ihrem Kohlenstofffaserlieferanten professionelle Erklärungen und Anleitungen sowie eine Fülle von technischen Ratschlägen. Darüber hinaus können Sie aus einer breiten Palette von Carbonfaser-Produkttypen wählen, wie z. B. unidirektionale Carbonfaser, geflochtene Carbonfaser, geschnittene Carbonfaser oder Prepreg-Carbonfaser.

Anwendungen von Kohlenstofffasern

Luft- und Raumfahrt

Kohlefaser kann für Flugzeugflügel, Flugzeugrümpfe und andere Strukturbauteile verwendet werden. Sie hat ein geringes Gewicht und hohe Festigkeitseigenschaften. Es kann das Gewicht des Flugzeugs zur gleichen Zeit zu reduzieren, erfüllen die verschiedenen mechanischen Anforderungen während des Fluges, wie die Zugfestigkeit und Druckfestigkeit im Flug zu widerstehen, verbessern die Kraftstoffeffizienz.

Automobilbranche

Sie können Kohlefaser zur Herstellung von Karosserierahmen, Komponenten usw. verwenden. Die Verwendung von Kohlefaser kann das Eigengewicht des Fahrzeugs effektiv reduzieren, die Beschleunigungsleistung und den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verbessern, und wenn das Fahrzeug externen Kräften wie Kollisionen ausgesetzt ist, kann seine gute Druckfestigkeit einen gewissen Sicherheitsschutz bieten.

Sportartikel

Auch die Sportartikelbranche ist untrennbar mit Carbonfasern verbunden. Hochwertige Badmintonschläger, Tennisschläger und Golfschläger werden aus Kohlenstofffasern hergestellt. Sie bieten eine gute Zugfestigkeit und Handhabungsleistung für Sportgeräte, so dass die Sportler während des Gebrauchs auf einem besseren Niveau spielen können.