Характарыстыкі, прымяненне і развіццё вугляроднага валакна
1.Характарыстыкі і ўласцівасці вугляроднага валакна
Матэрыялы з вугляроднага валакна чорныя, цвёрдыя, высокатрывалыя, лёгкія і іншыя новыя матэрыялы з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі.Яго ўдзельная вага складае менш за 1/4 сталі.Трываласць на расцяжэнне кампазітных матэрыялаў з вугляроднага валакна звычайна перавышае 35000 МПа, што ў 7,9 разоў больш, чым у сталі.Модуль пругкасці пры расцяжэнні складае ад 230000 МПа да 430000 МПа.Такім чынам, удзельная трываласць CFRP, гэта значыць стаўленне трываласці матэрыялу да яго шчыльнасці, перавышае 20000 МПа/(г/см3), але ўдзельная трываласць сталі A3 складае 590 МПа/(г/см3). модуль пругкасці таксама вышэй, чым у сталі.Чым вышэй удзельная трываласць матэрыялу, тым менш уласная маса дэталі, чым вышэй удзельны модуль пругкасці, тым большая калянасць дэталі.У гэтым сэнсе праілюстравана шырокая перспектыва прымянення вугляроднага валакна ў машынабудаванні.Гледзячы на выдатныя ўласцівасці многіх новых кампазітных матэрыялаў, такіх як Палімерны кампазітны матэрыял з шкловалакна, кампазітных матэрыялаў на металічнай аснове і кампазітных матэрыялаў на аснове керамікі, многія эксперты прагназуюць, што кампазітныя матэрыялы ўвойдуць у эру шырокага прымянення матэрыялаў з эпохі сталі.
Кампазітныя матэрыялы з вугляроднага валакна і шкловалакна PAN:
(1) Механічныя ўласцівасці, меншая шчыльнасць, чым метал, лёгкі вага;высокі модуль, высокая калянасць, высокая трываласць, высокая трываласць на стомленасць, выдатная зносаўстойлівасць і змазачныя здольнасці;выдатнае гашэнне вібрацыі;
(2) Малая тэрмаўстойлівасць, стабільнасць, каэфіцыент цеплавога пашырэння, добрая стабільнасць памераў, цеплаправоднасць;выдатная тэрмаўстойлівасць ў інэртным газе;
(3) Ён адносіцца да розных правадзячых матэрыялаў, якія валодаюць электраправоднасцю і экранаваннем электрамагнітных хваль, а таксама электраправоднасцю і экранаваннем электрамагнітных хваль.(4) Ён выдатна прапускае рэнтгенаўскія прамяні, і адпаведная структура можа быць распрацавана ў адпаведнасці з мэтай.
У 2007 г. галоўнай ЯпонііПастаўшчык вугляроднага валакнаToray Co., Ltd. супрацоўнічае з Nissan Motor і іншымі кампаніямі для распрацоўкі перадавых матэрыялаў з выкарыстаннем вугляроднага валакна, якія могуць значна паменшыць вагу асноўных частак аўтамабіля, такіх як шасі.Новая тэхналогія зніжае агульную вагу аўтамабіля на 10% і зніжае расход паліва на 4-5%.Акрамя таго, ударатрываласць у 1,5 разы перавышае звычайную.Вытворцы плануюць перанесці новую тэхналогію на камерцыйныя аўтамабілі праз тры гады.Новая тэхналогія абяцае паскорыць пераход на аўтамабільную сыравіну, арыентаваную на сталь, на фоне больш жорсткіх правілаў спагнання рахункаў за паліва для скарачэння парніковых газаў ва ўсім свеце
2.Прымяненне вугляроднага валакна
Вугляроднае валакно з'яўляецца агульным тэрмінам для валокнаў з утрыманнем вугляроду больш за 90%, і атрымала назву за высокае ўтрыманне вугляроду.Вугляроднае валакно валодае рознымі выдатнымі ўласцівасцямі элементарнага вугляроду, такімі як малая ўдзельная вага, тэрмаўстойлівасць, устойлівасць да тэрмічнага ўдару, хімічная ўстойлівасць і праводнасць і г. д. Яно мае пераблытванне валокнаў і выдатныя механічныя ўласцівасці.У прыватнасці, яго ўдзельная трываласць і ўдзельны модуль пругкасці высокія, і ён можа вытрымліваць высокую тэмпературу 2000 пры ўмове ізаляцыі кіслароду.Гэта важная прамысловая сыравіна для шкловалакнаі падыходзіць для ўмацавання кампазітных матэрыялаў, абляцыйных матэрыялаў і цеплаізаляцыйных матэрыялаў.Гэта новы матэрыял, распрацаваны ў пачатку 1960-х гадоў і цяпер стаў незаменным новым матэрыялам у сучасным грамадстве.
Сярод тавараў для адпачынку першае прымяненне вугляроднага валакна PAN - гэта вуда.У цяперашні час сусветная гадавая вытворчасць вугляроднага валакна складае каля 12 мільёнаў, а колькасць вугляроднага валакна, якое выкарыстоўваецца, складае каля 1200 тон.Прымяненне вугляроднага валакна ў гольф-клубах пачалося ў 1972 г. У цяперашні час гадавы аб'ём вытворчасці вугляроднага валакнагольф-клубаў у свеце складае каля 40 мільёнаў бутэлек, а колькасць вугляроднага валакна эквівалентна 2000 тонам.Прымяненне тэнісных ракетак пачалося ў 1974 годзе. Зараз у свеце за мінулы год выраблена каля 4,5 мільёнаў ракетак з вугляроднага валакна, а на выкарыстанне вугляроднага валакна патрабуецца каля 500 тон.Сярод іншага, вугляроднае валакно таксама шырока выкарыстоўваецца ў лыжах, снежных лодках, лыжных палках, бейсбольных бітах, дарожных гульнях і марскіх відах спорту.
Прызнаючы лёгкі вага, устойлівасць да стомленасці, устойлівасць да карозіі і іншыя ўласцівасці вугляроднага валакна, яно шырока выкарыстоўваецца ў аэракасмічнай прамысловасці.У галіне касмічных палётаў высокамодульныя вугляродныя валакна выкарыстоўваліся ў штучных спадарожніках спадарожнікаў дзякуючы іх малой вазе (цвёрдасці) і цеплаправоднасці стабільнасці памераў.У апошнія гады яны выкарыстоўваліся ў спадарожніках сувязі, такіх як ірыдый.
Фармовачная сумесь у асноўным змешваецца з тэрмапластычнай смалой у выглядзешкловалакно нарэзаных нітак, які мае эфект умацавання, антыстатычнага і экранавання электрамагнітных хваль, і шырока выкарыстоўваецца ў бытавой тэхніцы, офісным абсталяванні, паўправадніках і сумежных галінах.
3. Статус вытворчасці вырабаў з вугляроднага валакна ў маёй краіне
Вытворчасць і выкарыстанне вугляроднага валакна ў маёй краіне ўсё яшчэ знаходзіцца на ранняй стадыі.Вытворчыя магутнасці айчыннага вугляроднага валакна складаюць толькі каля 0,4% ад агульнага аб'ёму вытворчасцівысокаэфектыўная тканіна з вугляроднага валакнау свеце, і больш за 90% унутранага спажывання залежыць ад імпарту.Якасць папярэдніка PAN заўсёды была вузкім месцам, якое абмяжоўвала буйнамаштабную вытворчасць вугляроднага валакна ў маёй краіне.Акрамя таго, паколькі вугляроднае валакно доўгі час лічылася стратэгічным матэрыялам, развітыя краіны былі зачыненыя ад знешняга свету.Такім чынам, эксперты галіны лічаць, што ўмацаванне фундаментальных даследаванняў з'яўляецца асновай інавацый і фундаментальным спосабам развіцця айчыннай прамысловасці вугляроднага валакна.
Мая краіна пачала вывучаць вугляроднае валакно з 1960-х па 1970-я гады, амаль ідучы ў нагу з светам.Пасля больш чым 30 гадоў напружанай працы японская кампанія Toray распрацавала вырабы з вугляроднага валакна, блізкія да ўзроўню T300, але прадукцыйнасць і якасць не могуць задаволіць унутраны попыт, які далёкі ад замежных краін.У параўнанні з міжнародным прасунутым узроўнем, выбітнымі праблемамі айчыннага вугляроднага валакна з'яўляюцца нізкая трываласць вугляроднага валакна, дрэнная аднастайнасць і стабільнасць, а ўзровень развіцця амаль на 20-30 гадоў адстае ад развітых краін, а маштаб вытворчасці невялікі, тэхнічнае абсталяванне адсталая, а эфектыўнасць вытворчасці нізкая.
У цяперашні час сусветная вытворчая магутнасць fibra de carbon pret складае каля 35 000 тон, а гадавы попыт на кітайскім рынку складае каля 6 500 тон.Гэта вялікі спажывец вугляроднага валакна.Тым не менш, вытворчасць вугляроднага валакна ў Кітаі ў 2007 годзе склала толькі каля 200 тон, і гэта ў асноўным нізкаякасная прадукцыя.Большая частка прамысловасці залежыць ад імпарту, і цана вельмі высокая.Напрыклад, на стандартным рынку T300 адсутнічае тэхнічная падтрымка з незалежнымі правамі інтэлектуальнай уласнасці, а айчынныя прадпрыемствы яшчэ не асвоілі поўную тэхналогію ядра з вугляроднага валакна.Якасць, тэхналогія і маштабы вытворчасці вугляроднага валакна ў маёй краіне моцна адрозніваюцца ад тых, што ёсць у замежных краінах.Сярод іх высокаэфектыўная тэхналогія вугляроднага валакна манапалізавана і заблакіравана Японіяй і заходнімі краінамі.Такім чынам, для рэалізацыі лакалізацыі вугляроднага валакна патрабуецца працяглы працэс.З-за адсутнасці рынку ў апошнія гады ў Кітаі назіраецца «ліхаманка вугляроднага валакна», і многія навукова-даследчыя інстытуты і прадпрыемствы пачалі даследаванні вугляроднага валакна і тысячатонныя праекты індустрыялізацыі.
#Матэрыялы з вугляроднага валакна#Палімерны кампазітны матэрыял з шкловалакна#Пастаўшчык вугляроднага валакна#шкловалакно нарэзаных нітак#высокаэфектыўная тканіна з вугляроднага валакна
Час публікацыі: 27 кастрычніка 2022 г