آشنایی با فیبر کربن

درک فیبر کربن

فیبر کربن (اختصار شده به CF) یک فیبر غیر ارگانیک با عملکرد بالا است که توسط پیرولیز و کربونیزه کردن فیبر ارگانیک در شرایط درجه حرارت بالا تولید می شود، با محتوای کربن بیش از 90٪.فیبر کربن دارای خواص عالی مانند قدرت بالا، ماژول بالا، تراکم پایین، مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت در برابر اصطکاک است.این یک محصول ستاره در علوم مواد امروز است و به طور گسترده ای در هوافضا استفاده می شود، حمل و نقل راه آهن، ساخت کشتی، انرژی جدید و زمینه های دیگر.

I. انواع و آماده سازی فیبر کربن
فیبر کربن به طور عمده بر اساس مواد اولیه آن به سه دسته طبقه بندی می شود: فیبر کربن مبتنی بر پلی آکریلونیتریل (PAN) ، فیبر کربن مبتنی بر پچ و فیبر کربن مبتنی بر ویسکوز.فیبر کربن مبتنی بر PAN دارای مشکل فرآیند نسبتا کم استفیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کربن فیبر کر

فرآیند آماده سازی فیبر کربن شامل مراحل مانند ثبات فیبر آلی (در 200 ∼ 400 درجه سانتیگراد) ، کربون کردن آن (در 400 ∼ 1400 درجه سانتیگراد) و گرافیتیزه کردن آن (در بالاتر از 1800 درجه سانتیگراد) است.رشد فاز بخار روش دیگری برای آماده سازی فیبر کربن استبا واکنش مخلوط متان و هیدروژن در حضور یک کاتالیزور در دمای بالای 1000 درجه سانتیگراد، می توان فیبر کربن متناوب خرد شده را به دست آورد.

II. خواص فیبر کربن
فیبر کربن دارای بالاترین قدرت خاص و ماژول خاص در میان فیبر های با عملکرد بالا در حال حاضر در تولید انبوه است. تراکم آن کمتر از یک چهارم فولاد است.اما قدرتش 7 تا 9 برابر فولاد استهمچنین فیبر کربن دارای مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر اصطکاک و مقاومت در برابر خستگی است. علاوه بر این، دارای خواص خنک کننده ارتعاش خوب است.رسانایی الکتریکی و حرارتیضریب انبساط کم رطوبت و نفوذ پذیری بالای اشعه ایکس آن را در برخی زمینه های خاص غیر قابل جایگزینی می کند.

III. کاربردهای فیبر کربن
فیبر کربن دارای طیف گسترده ای از کاربردهای کاربردی است و می تواند بر اساس استفاده از آن به دسته های درجه هوافضا و درجه صنعتی تقسیم شود، که اغلب به عنوان کش های کوچک و کش های بزرگ شناخته می شود.فیبر کربن درجه هوایی عمدتا در صنعت دفاعی و کالاهای ورزشی استفاده می شود، مانند هواپیماها، موشک ها، موشک ها، ماهواره ها، چوب های ماهیگیری، چوب های گلف، راکت های تنیس و غیره. فیبر کربن درجه صنعتی در نساجی، پزشکی و بهداشت استفاده می شود،مهندسی الکترومکانیک، مهندسی عمران، حمل و نقل، انرژی و سایر صنایع غیرنظامی.

به طور خاص، فیبر کربن در صنعت هوافضا برای تولید قطعات ساختاری هواپیما، قطعات ماهواره ای و هوز های موشک برای کاهش وزن و بهبود بهره وری پرواز استفاده می شود.در بخش خودروهای انرژی جدید، فیبر کربن برای ساخت محفظه باتری، اجزای ساختاری بدن و شاخه های محرک برای افزایش بهره وری انرژی و ایمنی خودرو استفاده می شود.از فیبر کربن برای ساخت تیغه های توربین بادی استفاده می شود، باعث می شود که آنها سبک تر، قوی تر و با دوام تر باشند.

IV. توسعه صنعت فیبر کربن
ژاپن در توسعه صنعت فیبر کربن پیشرو است.دانشمندان ژاپنی فیبر کربن مبتنی بر PAN و فیبر کربن مبتنی بر پیچ را اختراع کردند و به طور مداوم خواص و کاربردهای آنها را از طریق صنعتی سازی و نوآوری تکنولوژیکی بهبود بخشیدنددر حال حاضر، شرکت هایی مانند تورای، تیجین و میتسوبیشی کیمیا در ژاپن در صنعت فیبر کربن جهانی نقش دارند.

اگرچه صنعت فیبر کربن چین دیر آغاز شد، اما در سال های اخیر به سرعت توسعه یافته است و تقاضای بازار به سرعت در حال افزایش است.صنعت فیبر کربن چین هنوز با شکاف های قابل توجهی در ظرفیت تولید و فناوری در مقایسه با سطوح پیشرفته بین المللی روبرو استبرای ترویج توسعه صنعت فیبر کربن،دولت چین حمایتش رو افزایش داده، تشویق شرکت ها برای تقویت تحقیق و توسعه مستقل و ساخت برند برای بهبود کیفیت محصول و فناوری.

V. نتیجه گیری
به عنوان یک ماده با عملکرد بالا، فیبر کربن نقش مهمی در هوافضا، وسایل نقلیه انرژی جدید، انرژی بادی و زمینه های دیگر دارد.زمینه های کاربرد فیبر کربن بیشتر گسترش خواهد یافتصنعت فیبر کربن چین باید همکاری بین المللی را تقویت کند، فناوری و استعداد عالی را معرفی کند،و بهبود کیفیت محصول و تکنولوژی برای دستیابی به ارتقاء صنعتی و توسعه پایداردر آینده، فیبر کربن مزایای منحصر به فرد و ارزش خود را در زمینه های بیشتری نشان خواهد داد.