¿Qué es la fibra de carbono? ¿Cuáles son las clasificaciones de la fibra de carbono?
¿Qué es la fibra de carbono?
La fibra de carbono (CF) es un nuevo tipo de material de fibra con alta resistencia y alto módulo, con un contenido de carbono superior al 95%. Está hecho de fibras orgánicas como microcristales de grafito en escamas a lo largo del microcristalino. Material de grafito formado por apilamiento axial de fibras y carbonización y grafitización. La fibra de carbono es "flexible por fuera y rígida por dentro". Es más ligera que el aluminio pero más resistente que el acero. se utiliza en la defensa nacional, la industria militar, etc. Un material importante para uso civil. Tiene las características inherentes de los materiales de carbono y la suavidad y procesabilidad de las fibras textiles. Es una nueva generación de fibra reforzada con muchas propiedades excelentes. tales como fuerza y módulo direccional altos, baja densidad, alto rendimiento específico, sin fluencia, resistencia a temperaturas ultra altas en ambientes no oxidantes, buena resistencia a la fatiga, pequeño coeficiente de expansión térmica y anisotropía, buena resistencia a la corrosión, buena radiografía. transmisión, etc. Buena conductividad eléctrica y térmica, buen blindaje electromagnético, etc.
En comparación con la fibra de vidrio tradicional, el módulo de Young de la fibra de carbono es más de tres veces mayor que el de la fibra de Kevlar. aproximadamente el doble que la fibra de Kevlar, es insoluble e hinchable en solventes orgánicos, ácidos y álcalis, y tiene una excelente resistencia a la corrosión.
¿Cuáles son las clasificaciones de la fibra de carbono? La fibra de carbono se puede dividir en fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo, fibra de carbono a base de paso de tubo hecha de fibra de carbono 1K, fibra de carbono a base de viscosa, fibra de carbono a base de fenólico y fibra de carbono cultivada con vapor. dividirse en fibra de carbono ordinaria, fibra de carbono de alta resistencia, fibra de carbono de resistencia media, fibra de carbono de alto módulo y fibra de carbono de módulo ultra alto se dividen en filamento, fibra corta y fibra corta según las propiedades mecánicas de la fibra de carbono general. es de 1000 MPa y el módulo es de aproximadamente 100 G Pa. La fibra de carbono de alto rendimiento se puede dividir en tipo de alta resistencia (resistencia 2000 MPa, módulo 250 G Pa) y tipo de alto módulo (módulo 300 G Pa o superior), también llamado. tipo súper de alta resistencia; aquellos con un módulo superior a 450G Pa se denominan modelos ultraaltos.
Con el desarrollo de la industria aeroespacial, han surgido fibras de carbono de alta resistencia y gran elongación. un alargamiento superior al 2% la más común es la fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo
Más del 90% de las fibras de carbono del mercado son principalmente fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo. Porque el misterio de la fibra de carbono aún no se ha revelado por completo. La gente no puede usar carbono o grafito directamente para fabricar fibras de carbono. Solo pueden usar algunas fibras orgánicas que contienen carbono (como nailon, acrílico, rayón) como materias primas y combinarlas. fibras orgánicas con resinas plásticas para fabricar fibras de carbono.
Fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo
El proceso de producción de fibra de carbono a base de poliacrilonitrilo incluye principalmente dos procesos: producción de fibra cruda y carbonización de fibra cruda. : primero, se transforma en poliacrilonitrilo mediante una serie de procesos como la polimerización y el hilado de acrilonitrilo. Fibra de acrilonitrilo o filamento en bruto llamado "matriz". Estos filamentos en bruto se oxidan en un horno de oxidación a 200-300 °C y se carbonizan en un carbonizador. a 1000-2000°C para formar fibra de carbono
Fibra a base de brea
Los Estados Unidos inventaron la brea que contiene una mesofase metálica, que se utiliza para tejer a base de brea. fibra de carbono. Una vez estabilizado y carbonizado el precursor, la resistencia a la tracción de la fibra de carbono es de 3,5 G Pa y el módulo es de 252 G Pa. Francia ha desarrollado fibra de carbono a base de brea mesofásica resistente al calor y altamente conductora; Polonia ha desarrollado un nuevo método de fibra de carbono recubierta de metal. Por ejemplo, se utilizó un método híbrido para crear fibras de carbono a base de brea recubiertas de cobre. Primero, la sal de cobre y la brea de carbón isotrópica se mezclan uniformemente, luego se centrifugan, se estabilizan en aire y se tratan con hidrógeno a alta temperatura para obtener una aleación de fibra de cobre y carbono. ? La capacidad de producción de fibra de carbono a base de brea en el mundo es pequeña. La investigación y el desarrollo de fibra de carbono a base de brea en mi país fueron anteriores, pero existe una gran brecha en comparación con países extranjeros en términos de desarrollo, producción y aplicación. [18-19]
La fibra de carbono se divide en grado de aviación y grado industrial según las diferentes especificaciones del producto, también conocidos como remolques pequeños y remolques grandes. Generalmente, las fibras de carbono por encima de 48K se denominan fibras de carbono de remolque grande, incluidas las de 360K y 480K. La fibra de carbono de grado aeronáutico era principalmente de 3K al principio y gradualmente se desarrolló hasta 12K y 24K. Se utiliza principalmente en defensa nacional y alta tecnología, así como en productos deportivos y de ocio, como aviones, misiles, cohetes y satélites. cañas de pescar, palos, raquetas, etc. La fibra de carbono de grado industrial se utiliza en diferentes industrias civiles, incluidas la textil, la medicina y la salud, la electromecánica, la construcción civil, el transporte y la energía.
Arriba, el editor le presentó en detalle qué es la fibra de carbono y la comparó con materiales comunes, para que todos puedan tener una comprensión más clara de las características de los materiales de fibra de carbono y las ventajas de la fibra de carbono. Este es uno de sus amplios usos. El editor también presentó varios tipos diferentes de fibra de carbono y sus correspondientes propiedades. Los productos de fibra de carbono se utilizan ampliamente en nuestra vida diaria y los consumidores aún valen la pena comprarlos. Espero que la introducción del editor pueda ayudar a todos.