Koolstofvezel

Samenstelling en eigenschappen van koolstofvezel

Koolstofvezel is een soort hoogwaardig vezelmateriaal met koolstof als hoofdbestanddeel.

• Hoge sterkte

Deze hoge sterkte komt door zijn unieke microstructuur. Door de strakke structuur is het bestand tegen enorme externe krachten zonder snel te breken. In termen van koolstofvezel compressie, hoewel de drukprestaties iets slechter zijn dan de trekprestaties, toont het nog steeds een goed uithoudingsvermogen, en de druksterkte van koolstofvezel in vergelijking met staal, in de specifieke sterkte (sterkte-dichtheid verhouding) heeft een aanzienlijk voordeel, in de lucht-en ruimtevaart en andere gebieden die zeer gevoelig zijn voor het gewicht van het materiaal, deze eigenschap maakt het opvallen.

• Lage dichtheid

De dichtheid van koolstofvezel is ongeveer 1,5-2,0 g /cm³, wat slechts ongeveer 1/4-1/5 is van de dichtheid van staal. De lage dichtheid van koolstofvezel is voornamelijk te wijten aan de speciale microstructuur. De organische vezel wordt gecarboniseerd bij hoge temperatuur, waarbij een groot aantal niet-koolstofelementen zoals waterstof, zuurstof en stikstof worden verwijderd en koolstofatomen een grafiet-achtige kristalstructuur langs de as van de vezel. Deze rangschikking geeft de koolstofvezel zowel een hoge sterkte als een relatief losse interne structuur, met grote atoomafstanden en een meerderheid van licht gewicht. koolstofatomenDe totale dichtheid is dus laag.

• Goede chemische stabiliteit

Koolstofvezel heeft een goede tolerantie voor algemene chemicaliën, kan stabiele prestaties handhaven in een verscheidenheid aan chemische omgevingen zoals zuur en alkali, en is niet gemakkelijk chemische reacties te veroorzaken die de prestaties verminderen, waardoor het op lange termijn betrouwbaar werkt onder complexe omstandigheden. Of het nu gaat om een vochtige maritieme omgeving of een industriële locatie vol chemische corrosie, koolstofvezelproducten kunnen de structurele integriteit en prestatiestabiliteit op lange termijn handhaven.

Productie van koolstofvezel

Koolstofvezel De productie is complexer en fijner. De eerste stap is de voorbereiding van grondstoffen, en polyacrylonitril (PAN) vezels worden gebruikt als precursors. Vervolgens wordt een pre-oxidatiebehandeling uitgevoerd, zodat de vezel in de lucht wordt verhit tot ongeveer 200-300 °C, waardoor een hittestabiele trapeziumvormige structuur wordt gevormd. Gevolgd door de carbonisatie proces wordt de vooraf geoxideerde vezel onder bescherming van een inert gas verhit tot 1000-1500 °C om het koolstofelement te verwijderen en een koolstofvezel te vormen met een hogere koolstof inhoud. Vervolgens kan het gegrafitiseerd worden om de kristalliniteit en eigenschappen van de vezels verder te verbeteren.

In de vormingsfase is koolstofvezel persgieten een van de meest gebruikte methoden, dat wil zeggen dat koolstofvezel en hars en andere matrixmaterialen in een bepaalde verhouding worden gemengd, in de mal worden gebracht en onder bepaalde druk- en temperatuurcondities stollen om composietmaterialen met verschillende vormen te maken, zoals koolstofvezelplaten, buizen enzovoort. In dit proces is de precieze controle van druk, temperatuur, tijd en andere parameters essentieel om de productkwaliteit te garanderen. Daarom moet bij het selecteren van koolstofvezels van hoge kwaliteit nadrukkelijk rekening worden gehouden met belangrijke prestatie-indicatoren zoals de treksterkte Mpa, druksterkte, elasticiteitsmodulus en dichtheid van koolstofvezels.

Als je meer wilt weten over koolstofvezel, zullen je koolstofvezelfabrikanten je voorzien van professionele uitleg en begeleiding en je een schat aan technisch advies geven. Bovendien kun je kiezen uit een breed scala aan koolstofvezelproducttypen, zoals unidirectionele koolstofvezel, gevlochten koolstofvezel, gesneden koolstofvezel of prepreg koolstofvezel.

Toepassingen van koolstofvezels

Ruimtevaart

Je kunt koolstofvezel gebruiken voor vliegtuigvleugels, rompen en andere structurele onderdelen. Het heeft een licht gewicht en hoge sterkte. Het kan tegelijkertijd het gewicht van het vliegtuig verminderen, voldoen aan de verschillende mechanische vereisten tijdens de vlucht, zoals de treksterkte en druksterkte tijdens de vlucht weerstaan, de brandstofefficiëntie verbeteren.

Auto-industrie

Je kunt koolstofvezel gebruiken om carrosserieën, onderdelen, enz. te maken. Het gebruik van koolstofvezel kan het eigen gewicht van de auto effectief verminderen, de acceleratieprestaties en het brandstofverbruik van de auto verbeteren, en wanneer het voertuig wordt blootgesteld aan externe krachten zoals botsingen, kan de goede druksterkte een zekere veiligheidsbescherming bieden.

Sportartikelen

De sportartikelensector is ook onlosmakelijk verbonden met koolstofvezel. High-end badmintonrackets, tennisrackets en golfclubs zijn gemaakt van koolstofvezel. Het kan zorgen voor een goede treksterkte en hanteerbaarheid van sportartikelen, zodat sporters tijdens het gebruik op een beter niveau kunnen spelen.