Χαρακτηριστικά, εφαρμογή και ανάπτυξη ανθρακονημάτων

Χαρακτηριστικά, εφαρμογή και ανάπτυξη ανθρακονημάτων

1.Χαρακτηριστικά και ιδιότητες των ανθρακονημάτων

 Υλικά από ανθρακονήματα είναι μαύρα, σκληρά, υψηλής αντοχής, ελαφρού βάρους και άλλα νέα υλικά με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.Το ειδικό του βάρος είναι μικρότερο από το 1/4 του χάλυβα.Η αντοχή σε εφελκυσμό των σύνθετων υλικών από ρητίνη από ανθρακονήματα είναι συνήθως πάνω από 35000 MPa, 7,9 φορές μεγαλύτερη από αυτή του χάλυβα.Ο συντελεστής ελαστικότητας εφελκυσμού είναι μεταξύ 230000MPa και 430000MPa.Επομένως, η ειδική αντοχή του CFRP, δηλαδή ο λόγος της αντοχής του υλικού προς την πυκνότητά του, είναι πάνω από 20000MPa/(g/cm3), αλλά η ειδική αντοχή του χάλυβα Α3 είναι 590MPa/(g/cm3). ο συντελεστής ελαστικότητας είναι επίσης υψηλότερος από αυτόν του χάλυβα.Όσο μεγαλύτερη είναι η ειδική αντοχή του υλικού, όσο μικρότερο είναι το αυτο-βάρος του εξαρτήματος, τόσο μεγαλύτερος είναι ο ειδικός συντελεστής ελαστικότητας, τόσο μεγαλύτερη είναι η ακαμψία του εξαρτήματος.Με αυτή την έννοια, απεικονίζεται η ευρεία προοπτική εφαρμογής των ινών άνθρακα στη μηχανική.Εξετάζοντας τις εξαιρετικές ιδιότητες πολλών αναδυόμενων σύνθετων υλικών, όπως π.χ Πολυμερές σύνθετο υλικό από ίνες γυαλιού, σύνθετα υλικά με βάση το μέταλλο και σύνθετα υλικά με βάση το κεραμικό, πολλοί ειδικοί προβλέπουν ότι τα σύνθετα υλικά θα εισέλθουν στην εποχή της ευρείας εφαρμογής υλικών από την εποχή του χάλυβα.

PAN σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα και fiberglass:

(1) Μηχανικές ιδιότητες, χαμηλότερη πυκνότητα από το μέταλλο, μικρό βάρος.υψηλό συντελεστή, υψηλή ακαμψία, υψηλή αντοχή, υψηλή αντοχή σε κόπωση, εξαιρετική αντοχή στη φθορά και λιπαντικότητα.εξαιρετική εξασθένηση κραδασμών.

(2) Μικρή αντίσταση στη θερμότητα, σταθερότητα, συντελεστής θερμικής διαστολής, καλή σταθερότητα διαστάσεων, θερμική αγωγιμότητα.εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα σε αδρανές αέριο.

(3) Ανήκει σε μια ποικιλία αγώγιμων υλικών που έχουν ιδιότητες ηλεκτρικής αγωγιμότητας και θωράκισης ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων και ιδιότητες θωράκισης ηλεκτρικής αγωγιμότητας και ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων.(4) Είναι εξαιρετικό στη μετάδοση ακτίνων Χ και μπορεί να σχεδιαστεί μια κατάλληλη δομή σύμφωνα με το σκοπό.

Το 2007, το κύριο της ΙαπωνίαςΠρομηθευτής ανθρακονημάτωνΗ Toray Co., Ltd. συνεργάστηκε με τη Nissan Motor και άλλες εταιρείες για την ανάπτυξη υλικών αιχμής χρησιμοποιώντας ανθρακονήματα, τα οποία μπορούν να μειώσουν σημαντικά το βάρος των κύριων εξαρτημάτων του αυτοκινήτου, όπως το σασί.Η νέα τεχνολογία μειώνει το συνολικό βάρος του αυτοκινήτου κατά 10% και βελτιώνει την κατανάλωση καυσίμου κατά 4% έως 5%.Επιπλέον, η αντοχή στην κρούση είναι 1,5 φορές μεγαλύτερη από αυτή της συμβατικής.Οι κατασκευαστές σχεδιάζουν να φέρουν τη νέα τεχνολογία στα επαγγελματικά οχήματα σε τρία χρόνια.Η νέα τεχνολογία υπόσχεται να επιταχύνει τη μετάβαση των πρώτων υλών αυτοκινήτων με επίκεντρο το χάλυβα στο πλαίσιο των αυστηρότερων κανονισμών για τους λογαριασμούς καυσίμων για τη μείωση των αερίων του θερμοκηπίου σε όλο τον κόσμο

2.Εφαρμογή ανθρακονημάτων

  Οι ίνες άνθρακα είναι ένας γενικός όρος για ίνες με περιεκτικότητα σε άνθρακα μεγαλύτερη από 90%, και ονομάστηκε για την υψηλή περιεκτικότητά τους σε άνθρακα.Οι ανθρακονήματα έχουν διάφορες εξαιρετικές ιδιότητες του στοιχειακού άνθρακα, όπως μικρό ειδικό βάρος, αντοχή στη θερμότητα, αντίσταση θερμικών κραδασμών, χημική αντίσταση και αγωγιμότητα κ.λπ. Έχει εμπλοκή ινών και εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες.Συγκεκριμένα, η ειδική αντοχή και το ειδικό μέτρο ελαστικότητας του είναι υψηλά και μπορεί να αντέξει υψηλή θερμοκρασία 2000 υπό την προϋπόθεση της απομόνωσης οξυγόνου.Είναι μια σημαντική βιομηχανική πρώτη ύλη από fiberglassκαι είναι κατάλληλο για ενίσχυση σύνθετων υλικών, υλικών αφαίρεσης και θερμομονωτικών υλικών.Αυτό είναι ένα νέο υλικό που αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1960 και έχει γίνει πλέον ένα απαραίτητο νέο υλικό στη σύγχρονη κοινωνία.

Μεταξύ των προϊόντων αναψυχής, η πρώτη εφαρμογή των ανθρακονημάτων PAN είναι το καλάμι ψαρέματος.Επί του παρόντος, η παγκόσμια ετήσια παραγωγή καλαμιών ψαρέματος από ανθρακονήματα είναι περίπου 12 εκατομμύρια, και η ποσότητα ανθρακονημάτων που χρησιμοποιείται είναι περίπου 1.200 τόνοι.Η εφαρμογή των ανθρακονημάτων στα μπαστούνια του γκολφ ξεκίνησε το 1972. Προς το παρόν, η ετήσια παραγωγή fibra de carbonΤα μπαστούνια του γκολφ στον κόσμο είναι περίπου 40 εκατομμύρια μπουκάλια και η ποσότητα ανθρακονημάτων ισοδυναμεί με 2.000 τόνους.Η εφαρμογή των ρακέτες του τένις ξεκίνησε το 1974. Τώρα, ο κόσμος παρήγαγε περίπου 4,5 εκατομμύρια ρακέτες από ανθρακονήματα πέρυσι και η χρήση ανθρακονημάτων απαιτεί περίπου 500 τόνους.Μεταξύ άλλων, οι ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε σκι, σκάφη για χιόνι, μπαστούνια σκι, ρόπαλα του μπέιζμπολ, παιχνίδια δρόμου και θαλάσσια σπορ.

Αναγνωρίζοντας το ελαφρύ, την αντοχή στην κόπωση, την αντοχή στη διάβρωση και άλλες ιδιότητες των ανθρακονημάτων, χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική βιομηχανία.Στον τομέα των διαστημικών πτήσεων, ίνες άνθρακα υψηλού συντελεστή έχουν χρησιμοποιηθεί σε τεχνητούς δορυφόρους λόγω του μικρού τους βάρους (ακαμψίας) και της θερμικής αγωγιμότητας της σταθερότητας των διαστάσεων.Τα τελευταία χρόνια, έχουν χρησιμοποιηθεί σε δορυφόρους επικοινωνίας όπως το ιρίδιο.

Η ένωση καλουπώματος αναμιγνύεται κυρίως στη θερμοπλαστική ρητίνη με τη μορφήψιλοκομμένες ίνες γυαλιού, το οποίο έχει ως αποτέλεσμα την ενίσχυση, αντιστατική και ηλεκτρομαγνητική θωράκιση κυμάτων και χρησιμοποιείται ευρέως σε οικιακές συσκευές, εξοπλισμό γραφείου, ημιαγωγούς και συναφείς τομείς.

3.Κατάσταση παραγωγής προϊόντων από ανθρακονήματα στη χώρα μου

  Η παραγωγή και η χρήση ανθρακονημάτων στη χώρα μου είναι ακόμη σε αρχικό στάδιο.Η ικανότητα παραγωγής εγχώριων ινών άνθρακα αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 0,4% της συνολικής παραγωγήςύφασμα από ανθρακονήματα υψηλής απόδοσηςστον κόσμο και περισσότερο από το 90% της εγχώριας κατανάλωσης εξαρτάται από τις εισαγωγές.Η ποιότητα του προδρόμου PAN ήταν πάντα το σημείο συμφόρησης που περιόριζε τη μεγάλης κλίμακας παραγωγή βιομηχανίας ανθρακονημάτων στη χώρα μου.Επιπλέον, επειδή οι ίνες άνθρακα θεωρούνταν από καιρό στρατηγικό υλικό, οι ανεπτυγμένες χώρες ήταν κλειστές στον έξω κόσμο.Ως εκ τούτου, οι ειδικοί του κλάδου πιστεύουν ότι η ενίσχυση της βασικής έρευνας είναι το θεμέλιο της καινοτομίας και ο θεμελιώδης τρόπος για την ανάπτυξη της εγχώριας βιομηχανίας ανθρακονημάτων.

Η χώρα μου άρχισε να μελετά τις ίνες άνθρακα από τη δεκαετία του 1960 έως τη δεκαετία του 1970, σχεδόν συμβαδίζοντας με τον κόσμο.Μετά από περισσότερα από 30 χρόνια σκληρής δουλειάς, η Toray Company της Ιαπωνίας έχει αναπτύξει προϊόντα από ανθρακονήματα κοντά στο επίπεδο T300, αλλά η παραγωγή και η ποιότητα δεν μπορούν να καλύψουν την εγχώρια ζήτηση, η οποία απέχει πολύ από τις ξένες χώρες.Σε σύγκριση με το διεθνές προηγμένο επίπεδο, τα εκκρεμή προβλήματα των εγχώριων ινών άνθρακα είναι η χαμηλή αντοχή σε ίνες άνθρακα, η κακή ομοιομορφία και σταθερότητα και το επίπεδο ανάπτυξης είναι σχεδόν 20 έως 30 χρόνια πίσω από αυτό των προηγμένων χωρών και η κλίμακα παραγωγής είναι μικρή, τεχνικός εξοπλισμός είναι οπισθοδρομική και η παραγωγική αποδοτικότητα είναι χαμηλή.

Επί του παρόντος, η παγκόσμια ικανότητα παραγωγής fibra de carbon pret είναι περίπου 35.000 τόνοι και η ετήσια ζήτηση στην κινεζική αγορά είναι περίπου 6.500 τόνοι.Είναι μεγάλος καταναλωτής ανθρακονημάτων.Ωστόσο, η παραγωγή ανθρακονημάτων της Κίνας το 2007 ήταν μόνο περίπου 200 τόνοι, και κυρίως προϊόντα χαμηλής απόδοσης.Το μεγαλύτερο μέρος της βιομηχανίας βασίζεται στις εισαγωγές και η τιμή είναι πολύ ακριβή.Για παράδειγμα, η τυπική αγορά T300 στερείται τεχνικής υποστήριξης με ανεξάρτητα δικαιώματα πνευματικής ιδιοκτησίας και οι εγχώριες επιχειρήσεις δεν έχουν ακόμη κατακτήσει την πλήρη τεχνολογία πυρήνων από ανθρακονήματα.Η ποιότητα, η τεχνολογία και η κλίμακα παραγωγής ανθρακονημάτων στη χώρα μου είναι πολύ διαφορετικά από εκείνα των ξένων χωρών.Μεταξύ αυτών, η τεχνολογία ανθρακονημάτων υψηλής απόδοσης μονοπωλείται και μπλοκάρεται από την Ιαπωνία και τις δυτικές χώρες.Επομένως, χρειάζεται μια μακρά διαδικασία για να συνειδητοποιήσουμε τον εντοπισμό των ανθρακονημάτων.Λόγω της έλλειψης αγοράς, υπήρξε «πυρετός από ανθρακονήματα» στην Κίνα τα τελευταία χρόνια και πολλά επιστημονικά ερευνητικά ινστιτούτα και επιχειρήσεις ξεκίνησαν έργα έρευνας για ίνες άνθρακα και βιομηχανοποίησης χιλιάδων τόνων.

#Υλικά από ανθρακονήματα#Πολυμερές σύνθετο υλικό από ίνες γυαλιού#Προμηθευτής ανθρακονημάτων#ψιλοκομμένες ίνες γυαλιού#ύφασμα από ανθρακονήματα υψηλής απόδοσης