Pažangių medžiagų pasaulyje anglies pluoštas išsiskiria dėl išskirtinio stiprumo - su - svorio santykiu, standumu ir pritaikomumu. Tai pakeitė pramonės šakas nuo aukšto - greičio automobilių sporto į šiuolaikinę aviacijos ir kosmoso inžineriją. Tačiau ne kiekvieno tipo anglies pluoštas yra lygus. Terminas „anglies pluoštas“ reiškia platų medžiagų asortimentą, kiekviena suprojektuota su konkrečiomis savybėmis tam tikram pritaikymui. Inžinieriams, dizaineriams ir novatoriams labai svarbu suprasti skirtingas anglies pluošto klases, kad būtų galima visiškai išnaudoti savo galimybes. Šiuos pažymius daugiausia lemia jų mechaninės savybės, ypač tempimo modulis ir tempimo stiprumas, o tai daro tiesioginę įtaką jų našumui ir tinkamumui skirtingoms reikmėms.
Kas lemia anglies pluošto laipsnį?
Anglies pluošto laipsniai pirmiausia klasifikuojami atsižvelgiant į jų tempimo modulį, kuris atspindi standumą ir atsparumą tempimui ar lenkimui. Kitas svarbus veiksnys yra tempimo stiprumas, didžiausia pluoštas, kurį pluoštas gali atlaikyti prieš laužymą. Paprastai tariant, pluoštai, turintys didesnį tempimo modulį, paprastai turi mažesnį tempimo stiprumą, todėl jie tampa trapesni. Ši prekyba - išjungta yra svarbus aspektas renkantis medžiagą. Gamybos metodai, ypač galutinė terminio apdorojimo temperatūra, vaidina lemiamą vaidmenį formuojant šias savybes.
Gamyboje naudojama pirmtako medžiaga daro didelę įtaką anglies pluošto savybėms ir laipsniui.
Pan - pagrindu pagamintos anglies pluoštai
Šie pluoštai gaminami iš poliakrilonitrilo (PAN) ir sudaro daugiau kaip 90% pasaulinės anglies pluošto gamybos. Jie yra žinomi dėl puikaus tempimo stiprumo ir turi platų modulio diapazoną. Jų gamybos procesas apima keptuvės sukasi į pluoštus, kurie vėliau stabilizuojami, karbonizuoti ir kai kuriais atvejais papildomai perdirbant, kad dar labiau padidintų jų savybes.
Žingsnis - pagrindu pagamintos anglies pluoštai
Šie pluoštai yra gaunami iš naftos arba anglių deguto žingsnio ir gali pasiekti ypač aukštas modulio vertes, dažnai didesnes nei PAN - pluošto. Jų gamybos procesas remiasi skirtingomis technologijomis, būdingomis žingsnio pirmtakui, ir dėl jų ypač - didelio standumo ir puikaus šilumos laidumo, šie pluoštai paprastai yra skirti programoms, reikalaujančioms išskirtinio standumo ir šilumos atsparumo.
Suprasti „k“ lygius
Dažnai pamatysite anglies pluoštą, aprašytą „k“ skaičiumi, pavyzdžiui, 3k arba 12k. „K“ reiškia tūkstančius atskirų anglies pluošto gijų, sujungtų vienoje sruogoje arba „vilkime“. Pavyzdžiui, 3K vilkiką sudaro 3000 gijų. Įprasta klaidinga nuomonė yra ta, kad „k“ vertė atspindi anglies pluošto kokybę ar laipsnį. Realybėje tai tiesiog rodo vilkimo dydį. Nors 3K pynimas yra plačiai žinomas dėl savo tradicinės anglies pluošto išvaizdos, didesni gsuldai, pavyzdžiui, 12K, leidžia efektyviau gaminti storesnius laminatus. Galų gale vilkimo dydžio pasirinkimas priklauso nuo gamybos reikalavimų ir norimo galutinio produkto vizualinės apdailos.
Anglies pluošto kokybės diapazonas
Anglies pluošto laipsniai (nuo standartinio modulio iki ultra - aukšto modulio) paprastai klasifikuojamos pagal tempimo modulį, išreikštą megasquare coliais (MSI) arba kilopaskaliais (GPA).
Standartinis modulis (SM) anglies pluoštas
Tai dažniausiai naudojama ir kainuoja - efektyvus anglies pluošto laipsnis. Tai siūlo puikią pusiausvyrą tarp stiprumo ir standumo, todėl jis tinka įvairiausioms programos. Standartinio modulio anglies pluošto tempimo modulis paprastai yra maždaug 33 MSI (227 GPa), o tai yra didelis pranašumas, palyginti su tradicinėmis medžiagomis, tokiomis kaip plienas ir aliuminis.
Standartinio modulio anglies pluošto taikymas
Dviračių rėmai, teniso raketės, ledo ritulio lazdelės ir kita sporto įranga
Automobilių dalys, įskaitant kėbulo plokštes ir vidaus apdailą
Bendroji pramoninio naudojimo vartojimo elektronika
Tarpinis modulis (IM) anglies pluoštas
Kaip rodo pavadinimas, tarpiniai modulių anglies pluoštai suteikia didesnį standumą nei standartinės klasės. IM pluoštai pasiekia pusiausvyrą tarp didelio standumo ir stipraus tempimo stiprumo. Kai tempimo modulis yra maždaug 42 MSI (289 GPA), jie dažnai pasirenkami programoms, kurioms reikalingas didesnis našumas, vengiant didesnių išlaidų, susijusių su dideliais modulio pluoštais.
Tarpinio modulio anglies pluošto taikymas
Aviacijos ir kosmoso struktūros
Aukštos - našumo automobilių dalys
Viršutinė - sporto įranga
Pramoniniai robotai
Aukštas modulis (HM) anglies pluoštas
Aukštos - modulio anglies pluoštai turi išskirtinį standumą, pasiekiami per papildomą aukštą - temperatūros apdorojimą, sukuriantį smulkesnę kristalinę struktūrą. Tai lemia 55 MSI (393 GPa) tempimo modulį. Tačiau šis sustingimo padidėjimas dažnai būna dėl prekybos - išjungimo: sumažėjęs tempimo stiprumas ir padidėjęs trapumas. Dėl sudėtingesnio ir energijos - intensyvaus gamybos proceso, aukštas - modulio anglies pluoštai taip pat yra žymiai didesnė.
Aukšto modulio anglies pluošto taikymas
Aviacijos ir kosmoso ir palydovo komponentai, kur kritinis yra ekstremalus standumas
1 formulė ir kiti „Elite Motorsports“
Aukštas - Pabaigos pramoninės mašinos
Ultra - aukšto modulio (UHM) anglies pluoštas
Aukštoje anglies pluošto technologijos gale yra ultra - aukšto modulio (UHM) anglies pluoštai. Šie pluoštai, paprastai gaminami iš žingsnio - pagrindu pagrįstų pirmtakų, pasižymi maksimaliu standumu, o tempimo moduliai viršija 110 MSI (758 GPA). Dėl didelių sąnaudų UHM pluoštai naudojami tik sunkiausiose programose, kur labai svarbu maksimalus standumas ir minimalus įlinkis esant apkrovai.
Ultra - aukšto modulio anglies pluošto taikymas
Erdvėlaivis ir palydovinės struktūros
Pažangios karinės programos
Specializuoti moksliniai instrumentai
Kaip pynimo modelis veikia anglies pluošto efektyvumą?
Be būdingų anglies pluošto gijų savybių, tai, kaip jie yra austi į audinį, taip pat veikia gatavos kompozito savybes. Nors yra daug pynimo modelių, dažniausiai naudojami paprasti, twill ir satino pynimai.
Paprastas pynimas
Tai yra paprasčiausias ir labiausiai paplitęs pynimas, pasižymintis klasikiniu šaškių lentos išvaizda. Tai siūlo gerą stabilumą ir su ja lengva dirbti.
Twill pynimas
Tvape pyndami, TOWS praeina per du ar daugiau TOWS, o po to po vienu ar keliais TOWS, sukurdami įstrižainę. Dėl to audinys tampa lankstesnis ir geriau tinkamas suderinti sudėtingas formas.
Satino pynimas
Satino pynimas turi mažiau kryžminimo tarp sruogų, todėl sklandus, plokščias paviršius. Šis pynimas yra labai niūrus ir gerai -, tinkamas dalims su sudėtingais kontūrais.
Vienkryptis
Tokia forma visi pluoštai yra suderinti viena kryptimi. [15] Tai suteikia didžiausią stiprumą ir standumą ta kryptimi, tačiau yra silpnesnė kitomis kryptimis. Kompozicinės dalys dažnai sukonstruotos iš kelių vienkrypčių anglies pluoštų sluoksnių, orientuotų skirtingomis kryptimis, kad būtų pasiektas subalansuotas stiprumo profilis.
Šioje lentelėje apibendrintos įprastų anglies pluošto pynimo modelių charakteristikos
| Pynimo modelis | Išvaizda | Charakteristikos | Bendros programos |
| Paprastas pynimas | Šaškių lenta | Stabilus, subalansuotas stiprumas, mažiau lankstus | Plokšti lakštai, paprasti vamzdžiai |
| Twill pynimas | Įstrižainė | Lankiau nei paprastas pynimas, tinkamas sudėtingoms kreivėms | Automobilių komponentai, sportinės prekės |
| Satino pynimas | Lygus, blizgus apdaila | Labai drapiami, idealiai tinka sudėtingoms formoms | Aviacijos ir kosmoso komponentai, aukštos - pabaigos estetika |
| Vienkryptis | Išlygintas viena kryptimi | Maksimalus stiprumas ir standumas viena kryptimi | Struktūriniai armatūros, aukštos - našumo dalys |
Kaip skirtingos anglies pluošto klasės turi įtakos sąnaudoms?
Pagrindinis veiksnys, darantis įtaką skirtingų anglies pluošto rūšių taikymui, yra kaina. Anglies pluošto kaina yra glaudžiai susijusi su gamybos proceso sudėtingumu ir energijos suvartojimu. Standartinis modulio anglies pluoštas yra pats ekonomiškiausias pasirinkimas, paprastai kaina nuo 10 iki 20 USD už svarą. Tačiau didėjant našumo reikalavimams, didėja ir kaina. Aukšto - modulio ir ultra {-} aukšto - modulio pluošto gamyba apima intensyvesnį terminį apdorojimą ir kai kuriais atvejais reikia specializuotų pirmtakų medžiagų. Tai gali padidinti daugiau nei 150 USD už svarą. Pirmtako pasirinkimas taip pat daro įtaką kainoms. Nors PAN - pagrįsti pluoštai yra plačiai naudojami, jų gamybos procesas yra sudėtingesnis nei kai kurių žingsnių - alternatyvų, todėl padidėja išlaidos. Todėl norint pasirinkti tinkamą anglies pluošto laipsnį dažnai reikia subalansuoti našumo reikalavimus su biudžeto apribojimais.
Išvada
Anglies pluoštas nėra viena, vienalytė medžiaga, o veikiau rūšių asortimentas, kiekviena apibrėžta pagal savo standumo, stiprumo ir išlaidų pusiausvyrą. Ši įvairovė leidžia inžinieriams ir dizaineriams pasirinkti tinkamą konkrečios programos sprendimą. Standartiniai modulių pluoštai yra plačiai naudojami kasdienėse sporto prekėse dėl jų išsamių savybių, o ultra - aukštų modulių laipsniai yra skirti ekstremaliems kosmoso našumo reikalavimams. Gebėjimas suderinti tinkamą pažymį su tinkama programa yra labai svarbi norint skatinti naujoves. Gamybos technologijoms ir toliau didėja ir mažėja išlaidos, anglies pluošto pritaikymo pramonės asortimentas tik išplės, dar labiau sustiprins savo, kaip šiuolaikinės inžinerijos kertinio akmens, poziciją.
Susisiekite su mumis
Norite sužinoti daugiau apie anglies pluoštą? Susisiekite su „Dongguan Juli Composite Materials Technology Co., Ltd.“, turinčiu 25 metų pramonės patirtį. Norėdami sužinoti daugiau apie mūsų anglies pluošto produktus, rašykite el. Paštu sales18@julitech.cn arba susisiekite su mumis per „WhatsApp“ adresu +86 18822947075.
