Compreender a fibra de carbono

Compreender a fibra de carbono

A fibra de carbono (abreviada como CF) é uma fibra inorgânica de alto desempenho produzida por pirólise e carbonização de fibras orgânicas em condições de alta temperatura, com um teor de carbono superior a 90%.A fibra de carbono possui excelentes propriedades, como alta resistência, alto módulo, baixa densidade, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e resistência ao atrito.É um produto estrela na ciência dos materiais de hoje e é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, transportes ferroviários, construção naval, novas energias e outros domínios.

I. Tipos e preparação de fibras de carbono
A fibra de carbono é principalmente classificada em três categorias com base em suas matérias-primas: fibra de carbono à base de poliacrilonitril (PAN), fibra de carbono à base de pitch e fibra de carbono à base de viscose.A fibra de carbono à base de PAN tem uma dificuldade de processo relativamente baixaÉ actualmente o tipo de fibra de carbono mais utilizado e produzido, ocupando mais de 90% da parte de mercado.

O processo de preparação da fibra de carbono inclui etapas como estabilizar a fibra orgânica (a 200 ∼400 °C), carbonizá-la (a 400 ∼1400 °C) e grafitá-la (acima de 1800 °C).O crescimento da fase de vapor é outro método para preparar fibra de carbonoAo reagir uma mistura de metano e hidrogénio na presença de um catalisador a uma temperatura elevada de 1000°C, pode ser obtida fibra de carbono cortada discontínua.

II. Propriedades da fibra de carbono
A fibra de carbono tem a maior resistência específica e módulo específico entre as fibras de alto desempenho actualmente em produção em massa.Mas a sua resistência é de 7 a 9 vezes a do aço.A fibra de carbono também apresenta excelente resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, resistência ao atrito e resistência à fadiga.condutividade elétrica e térmicaO seu baixo coeficiente de expansão por umidade e a sua elevada penetrabilidade por raios-X tornam-no insubstituível em certos campos especiais.

III. Aplicações da fibra de carbono
A fibra de carbono tem uma ampla gama de aplicações e pode ser dividida em categorias de grau aeroespacial e industrial com base em seu uso, muitas vezes referidas como pequenos reboques e grandes reboques.A fibra de carbono de qualidade aeroespacial é utilizada principalmente na indústria da defesa e nos artigos desportivos, tais como aviões, mísseis, foguetes, satélites, hastes de pesca, tacos de golfe, raquetes de ténis, etc. A fibra de carbono de qualidade industrial é aplicada em têxteis, medicina e saúde,Engenharia eletromecânica, engenharia civil, transportes, energia e outras indústrias civis.

Especificamente, a fibra de carbono é usada na indústria aeroespacial para fabricar componentes estruturais de aeronaves, peças de satélites e cartuchos de foguetes para reduzir o peso e melhorar a eficiência do voo.No sector dos veículos de nova energiaA fibra de carbono é utilizada para fabricar caixas de baterias, componentes estruturais da carroceria e eixos de acionamento para melhorar a eficiência energética e a segurança dos veículos.A fibra de carbono é usada para fabricar pás de turbinas eólicas, tornando-os mais leves, mais fortes e mais duráveis.

IV. Desenvolvimento da indústria da fibra de carbono
O Japão lidera o desenvolvimento da indústria de fibra de carbono.Cientistas japoneses inventaram fibras de carbono à base de PAN e pitch e melhoraram continuamente suas propriedades e aplicações através da industrialização e da inovação tecnológicaAtualmente, empresas como Toray, Teijin e Mitsubishi Chemical no Japão são os principais players na indústria global de fibra de carbono.

Embora a indústria chinesa de fibras de carbono tenha começado tarde, desenvolveu-se rapidamente nos últimos anos, com uma procura de mercado em rápido crescimento.A indústria chinesa de fibras de carbono ainda enfrenta lacunas significativas na capacidade de produção e na tecnologia em comparação com os níveis avançados internacionais, com gargalos e deficiências nas partes a montante e a jusante da cadeia industrial.O governo chinês aumentou o apoio para ele, incentivando as empresas a reforçarem a investigação e desenvolvimento independentes e a construção de marcas para melhorar a qualidade e a tecnologia dos produtos.

V. Conclusão
Como material de alto desempenho, a fibra de carbono desempenha um papel crucial na indústria aeroespacial, veículos de novas energias, energia eólica e outros campos.Os campos de aplicação da fibra de carbono irão expandir-se ainda maisA indústria chinesa de fibra de carbono deve fortalecer a cooperação internacional, introduzir tecnologia e talento de excelência,e melhorar a qualidade dos produtos e a tecnologia para alcançar a modernização industrial e o desenvolvimento sustentávelNo futuro, a fibra de carbono demonstrará as suas vantagens e valor únicos em mais campos.