Tabia, matumizi na maendeleo ya fiber kaboni
1.Tabia na mali ya fiber kaboni
Nyenzo za nyuzi za kaboni ni nyeusi, ngumu, nguvu ya juu, uzito wa mwanga na vifaa vingine vipya na mali bora ya mitambo.Mvuto wake maalum ni chini ya 1/4 ya chuma.Nguvu ya mvutano ya nyenzo zenye mchanganyiko wa resin ya kaboni kawaida huwa juu ya 35000MPa, mara 7.9 ya chuma.Moduli ya mkazo ya elasticity ni kati ya 230000MPa na 430000MPa.Kwa hiyo, nguvu maalum ya CFRP, yaani, uwiano wa nguvu ya nyenzo kwa wiani wake, ni juu ya 20000MPa / (g / cm3), lakini nguvu maalum ya A3 chuma ni 590MPa / (g / cm3) maalum. moduli ya elastic pia ni ya juu zaidi kuliko ile ya chuma.Ya juu ya nguvu maalum ya nyenzo, ndogo ya uzito wa kujitegemea wa sehemu, juu ya moduli maalum ya elastic, zaidi ya rigidity ya sehemu.Kwa maana hii, matarajio mapana ya matumizi ya nyuzi za kaboni katika uhandisi yanaonyeshwa.Kuangalia mali bora ya vifaa vingi vinavyoibuka vya mchanganyiko, kama vile Nyenzo za nyuzi za glasi zenye mchanganyiko wa polymer, vifaa vya mchanganyiko wa chuma, na vifaa vya msingi vya kauri, wataalam wengi wanatabiri kuwa vifaa vya mchanganyiko vitaingia katika zama za kuenea kwa matumizi ya nyenzo kutoka kwa umri wa chuma.
Nyenzo zenye mchanganyiko wa nyuzi za kaboni PAN na fiberglass:
(1) Mitambo mali, chini wiani kuliko chuma, uzito mwanga;moduli ya juu, uthabiti wa juu, nguvu ya juu, nguvu ya juu ya uchovu, upinzani bora wa kuvaa na lubricity;attenuation bora ya vibration;
(2) Upinzani mdogo wa joto, utulivu, mgawo wa upanuzi wa mafuta, utulivu mzuri wa dimensional, conductivity ya mafuta;upinzani bora wa joto katika gesi ya inert;
(3) Ni mali ya aina mbalimbali za nyenzo za upitishaji zilizo na upitishaji wa umeme na sifa za kinga za mawimbi ya kielektroniki, upitishaji wa umeme na sifa za kinga za mawimbi ya kielektroniki.(4) Ni bora katika upitishaji wa X-ray, na muundo unaofaa unaweza kutengenezwa kulingana na kusudi.
Mnamo 2007, Japani kuuMtoaji wa nyuzi za kaboniToray Co., Ltd. ilishirikiana na Nissan Motor na makampuni mengine kutengeneza nyenzo za kisasa kwa kutumia nyuzinyuzi za kaboni, ambazo zinaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa uzito wa sehemu kuu za gari, kama vile chasi.Teknolojia mpya inapunguza uzito wa jumla wa gari kwa 10% na inaboresha matumizi ya mafuta kwa 4% hadi 5%.Kwa kuongeza, upinzani wa athari ni mara 1.5 kuliko ile ya kawaida.Watengenezaji wanapanga kuleta teknolojia mpya kwa magari ya kibiashara katika muda wa miaka mitatu.Teknolojia hiyo mpya inaahidi kuharakisha ubadilishanaji wa malighafi ya magari yanayoegemea chuma dhidi ya hali ya nyuma ya kanuni kali za bili ya mafuta ili kupunguza gesi chafu duniani kote.
2.Utumiaji wa nyuzi za kaboni
Nyuzi za kaboni ni neno la jumla la nyuzi zenye maudhui ya kaboni ya zaidi ya 90%, na inaitwa kwa maudhui yake ya juu ya kaboni.Fiber ya kaboni ina sifa nyingi bora za kaboni ya msingi, kama vile mvuto mdogo maalum, upinzani wa joto, upinzani wa mshtuko wa joto, upinzani wa kemikali na conductivity, nk. Ina msongamano wa nyuzi na sifa bora za mitambo.Hasa, nguvu zake maalum na moduli maalum ya elastic ni ya juu, na inaweza kuhimili joto la juu la 2000 chini ya hali ya kutenganisha oksijeni.Ni malighafi muhimu ya fiberglass ya viwandanina inafaa kwa ajili ya kuimarisha vifaa vya mchanganyiko, vifaa vya uondoaji, na vifaa vya kuhami joto.Hii ni nyenzo mpya iliyotengenezwa mapema miaka ya 1960 na sasa imekuwa nyenzo mpya ya lazima katika jamii ya kisasa.
Miongoni mwa bidhaa za burudani, matumizi ya kwanza ya fiber ya kaboni ya PAN ni fimbo ya uvuvi.Kwa sasa, pato la kila mwaka la vijiti vya uvuvi vya nyuzi za kaboni ulimwenguni ni karibu milioni 12, na kiasi cha nyuzi za kaboni zinazotumiwa ni karibu tani 1,200.Utumiaji wa nyuzi za kaboni katika vilabu vya gofu ulianza mnamo 1972. Kwa sasa, pato la kila mwaka la fibra de kabonivilabu vya gofu ulimwenguni ni takriban chupa milioni 40, na kiasi cha nyuzi kaboni ni sawa na tani 2,000.Utumiaji wa raketi za tenisi ulianza mwaka wa 1974. Sasa, dunia ilizalisha raketi za nyuzi za kaboni milioni 4.5 mwaka jana, na matumizi ya nyuzi za kaboni huhitaji tani 500 hivi.Miongoni mwa mambo mengine, nyuzinyuzi za kaboni pia hutumiwa sana katika skis, boti za theluji, vijiti vya kuteleza, popo za besiboli, michezo ya barabarani, na michezo ya baharini.
Kutambua uzani mwepesi, upinzani wa uchovu, upinzani wa kutu na mali nyingine za fiber kaboni, hutumiwa sana katika sekta ya anga.Katika uwanja wa ndege ya anga, nyuzi za kaboni za juu-modulus zimetumiwa katika satelaiti za bandia kutokana na uzito wao wa mwanga (rigidity) na conductivity ya joto ya utulivu wa dimensional.Katika miaka ya hivi karibuni, zimetumika katika satelaiti za mawasiliano kama iridium.
Mchanganyiko wa ukingo huchanganywa hasa katika resin ya thermoplastic kwa namna yanyuzi za kioo zilizokatwa nyuzi, ambayo ina athari ya kuimarisha, kuzuia-tuli na kinga ya wimbi la umeme, na hutumiwa sana katika vifaa vya nyumbani, vifaa vya ofisi, semiconductors na nyanja zinazohusiana.
3.Hali ya uzalishaji wa bidhaa za nyuzi za kaboni katika nchi yangu
Uzalishaji na utumiaji wa nyuzi za kaboni katika nchi yangu bado uko katika hatua ya awali.Uwezo wa uzalishaji wa nyuzi za kaboni ndani ni karibu 0.4% tu ya jumla ya patokitambaa cha nyuzi za kaboni cha juu cha utendajiduniani, na zaidi ya 90% ya matumizi ya ndani inategemea uagizaji wa bidhaa kutoka nje.Ubora wa kitangulizi cha PAN daima umekuwa kizuizi kinachozuia uzalishaji mkubwa wa tasnia ya nyuzi za kaboni katika nchi yangu.Kwa kuongezea, kwa sababu nyuzinyuzi za kaboni zimezingatiwa kwa muda mrefu kama nyenzo za kimkakati, nchi zilizoendelea zimefungwa kwa ulimwengu wa nje.Kwa hivyo, wataalam wa tasnia wanaamini kuwa kuimarisha utafiti wa kimsingi ndio msingi wa uvumbuzi na njia kuu ya kukuza tasnia ya nyuzi za kaboni.
Nchi yangu ilianza kusoma nyuzi za kaboni kutoka miaka ya 1960 hadi 1970, karibu kuendana na ulimwengu.Baada ya zaidi ya miaka 30 ya kazi ngumu, Kampuni ya Toray ya Japan imetengeneza bidhaa za nyuzi za kaboni karibu na kiwango cha T300, lakini pato na ubora hauwezi kukidhi mahitaji ya ndani, ambayo ni mbali na nchi za kigeni.Ikilinganishwa na kiwango cha juu cha kimataifa, matatizo bora ya nyuzi za kaboni za ndani ni nguvu ya chini ya kaboni, usawa duni na utulivu, na kiwango cha maendeleo ni karibu miaka 20 hadi 30 nyuma ya kile cha nchi zilizoendelea, na kiwango cha uzalishaji ni kidogo, vifaa vya kiufundi. iko nyuma, na ufanisi wa uzalishaji ni duni.
Kwa sasa, uwezo wa kuzalisha fibra de carbon pret duniani ni takriban tani 35,000, na mahitaji ya kila mwaka katika soko la China ni takriban tani 6,500.Ni matumizi makubwa ya nyuzi za kaboni.Hata hivyo, uzalishaji wa nyuzinyuzi kaboni nchini China mwaka 2007 ulikuwa takriban tani 200 tu, na hasa bidhaa zenye utendaji wa chini.Sehemu kubwa ya tasnia inategemea uagizaji wa bidhaa kutoka nje, na bei ni ghali sana.Kwa mfano, soko la kawaida la T300 halina usaidizi wa kiufundi na haki huru za uvumbuzi, na biashara za ndani bado hazijamudu teknolojia kamili ya msingi wa nyuzi za kaboni.Ubora, teknolojia na kiwango cha uzalishaji wa nyuzi za kaboni katika nchi yangu ni tofauti sana na zile za nchi za nje.Miongoni mwao, teknolojia ya juu ya utendaji wa nyuzi za kaboni inahodhiwa na kuzuiwa na Japan na nchi za Magharibi.Kwa hiyo, inachukua mchakato mrefu kutambua ujanibishaji wa fiber kaboni.Kwa sababu ya ukosefu wa soko, kumekuwa na "homa ya kaboni fiber" nchini China katika miaka ya hivi karibuni, na taasisi nyingi za utafiti wa kisayansi na makampuni ya biashara yameanza utafiti wa nyuzi za kaboni na miradi ya viwanda ya tani elfu.
#Nyenzo za nyuzi za kaboni#Nyenzo za nyuzi za glasi zenye mchanganyiko wa polymer#Mtoaji wa nyuzi za kaboni#nyuzi za kioo zilizokatwa nyuzi#kitambaa cha nyuzi za kaboni cha juu cha utendaji
Muda wa kutuma: Oct-27-2022