Informacija

Kaip gaminamas anglies pluoštas?

Kaip gaminamas anglies pluoštas?

Dar vadinamas grafito pluoštu arba anglies grafitu, anglies pluoštą sudaro labai plonos anglies elemento sruogos. Anglies pluoštai turi aukštą atsparumą tempimui ir yra labai stiprūs dėl savo dydžio. Iš tikrųjų anglies pluoštas gali būti pati stipriausia medžiaga.

Kiekvienas pluoštas yra 5-10 mikronų skersmens. Kad suprastumėte, koks mažas tai dydis, vienas mikronas (um) yra 0,000039 colio. Viena voratinklinio šilko gija paprastai būna nuo 3 iki 8 mikronų.

Anglies pluoštai yra du kartus tvirtesni už plieną ir penkis kartus stipresni už plieną (pagal svorio vienetą). Jie taip pat yra labai chemiškai atsparūs ir toleruoja aukštą temperatūrą, esant mažam šilumos plėtimui.

Anglies pluoštai yra svarbūs inžinerinėse medžiagose, kosminėje erdvėje, didelio našumo transporto priemonėse, sportinėje įrangoje ir muzikos priemonėse - reikia paminėti tik keletą jų naudojimo būdų.

Žaliavos

Anglies pluoštas yra pagamintas iš organinių polimerų, kuriuos sudaro ilgos molekulių stygos, kurias palaiko anglies atomai. Dauguma anglies pluoštų (apie 90 procentų) yra pagaminti iš poliakrilnitrilo (PAN) proceso. Nedidelis kiekis (apie 10 procentų) pagamintas iš viskozės arba naftos pikio proceso. Gamybos procese naudojamos dujos, skysčiai ir kitos medžiagos sukuria specifinį anglies pluošto poveikį, savybes ir rūšis. Aukščiausios klasės anglies pluoštas, pasižymintis geriausiomis modulio savybėmis, yra naudojamas tokiose reikliose srityse kaip kosmoso pramonė.

Anglies pluošto gamintojai skiriasi vienas nuo kito naudojamų žaliavų deriniais. Paprastai savo specifines receptūras jie traktuoja kaip komercines paslaptis.

Gamybos procesas

Gamybos procese žaliavos, vadinamos pirmtakais, yra tempiamos į ilgas gijas arba pluoštus. Pluoštai yra austi į audinį arba sujungti su kitomis medžiagomis, kurios yra apvyniotos gijomis arba suformuotos į norimas formas ir dydžius.

Paprastai anglies pluošto gamyboje iš PAN proceso yra penki segmentai. Sitie yra:

  1. Verpimo. PAN sumaišoma su kitais ingredientais ir susukama į pluoštus, kurie plaunami ir ištempiami.
  2. Stabilizuojantis. Cheminis pakeitimas, siekiant stabilizuoti ryšį.
  3. Karbonizavimas. Stabilizuoti pluoštai, kaitinami iki labai aukštos temperatūros, sudarydami glaudžiai sujungtus anglies kristalus.
  4. Apdoroti paviršių. Oksiduotų pluoštų paviršius pagerina sukibimo savybes.
  5. Dydžiai. Pluoštai yra padengti ir suvynioti ant ritės, kurios dedamos į verpimo mašinas, kurios susuka pluoštus į skirtingo dydžio siūlus. Užuot austi į audinius, pluoštai gali būti formuojami į kompozitus. Norėdami sudaryti kompozicines medžiagas, šiluma, slėgis arba vakuumas pluoštus suriša kartu su plastikiniu polimeru.

Gamybos iššūkiai

Anglies pluošto gamyba kelia daugybę iššūkių, įskaitant:

  • Ekonomiškiau atkurti ir taisyti poreikis.
  • Paviršiaus apdorojimo procesas turi būti kruopščiai reguliuojamas, kad nesusidarytų duobių, dėl kurių pluoštai gali būti sugedę.
  • Norint užtikrinti pastovią kokybę, būtina atidi kontrolė.
  • Sveikatos ir saugos klausimai
  • Odos sudirginimas
  • Kvėpavimo dirginimas
  • Lankas ir šortai elektros įrenginiuose dėl stipraus anglies pluošto elektros laidumo.

Anglies pluošto ateitis

Dėl didelio atsparumo tempimui ir lengvumo anglies pluoštas daugelio nuomone yra svarbiausia mūsų kartos gamybos medžiaga. Anglies pluoštas gali vaidinti vis svarbesnį vaidmenį tokiose srityse kaip:

  • Energija: Vėjo malūno mentės, gamtinių dujų saugykla ir transportavimas, kuro elementai.
  • Automobiliai: Šiuo metu naudojama tik didelio našumo transporto priemonėms, anglies pluošto technologija plačiau naudojama. 2011 m. Gruodžio mėn. „General Motors“ paskelbė, kad dirba su anglies pluošto kompozitais, skirtais masinei automobilių gamybai.
  • Konstrukcija: Apsauga nuo žemės drebėjimo iš lengvojo betoninio betono.
  • Orlaivis: Gynybos ir komerciniai orlaiviai. Bepilotis orlaivis.
  • Naftos žvalgymas: Giluminio gręžimo platformos, gręžimo vamzdžiai.
  • Anglies nanovamzdeliai: Puslaidininkių medžiagos, erdvėlaiviai, cheminiai jutikliai ir kita paskirtis.

2015 m. Anglies pluošto rinkos dydis buvo 2,25 milijardo JAV dolerių. Prognozių rinka iki 2024 m. Išaugs iki 31 milijardo JAV dolerių. Norėdami tai padaryti, turite sumažinti išlaidas ir nukreipti naujas programas.