Viskas apie anglies pluoštą

Viską žinoti apie anglies pluoštą yra labai svarbu kiekvienam šiuolaikiniam žmogui. Suprasdami anglies gamybos technologiją Rusijoje, tankį ir kitas anglies pluošto savybes, bus lengviau suprasti jo taikymo sritį ir padaryti teisingą pasirinkimą. Be to, turėtumėte sužinoti viską apie glaistymą ir grindų šildymą anglies pluoštu, apie užsienio gamintojus šio gaminio ir apie įvairias pritaikymo sritis.

Anglies pluošto ir anglies pluošto pavadinimai, o kai kuriuose šaltiniuose taip pat anglies pluoštas, yra labai paplitę. Tačiau idėja apie tikrąsias šių medžiagų savybes ir jų panaudojimo galimybes daugeliui žmonių yra gana skirtinga. Techniniu požiūriu, ši medžiaga yra surinkta iš sriegių, kurių skerspjūvis ne mažesnis kaip 5 ir ne didesnis kaip 15 mikronų... Beveik visa kompozicija sudaryta iš anglies atomų – ​​taigi ir pavadinimas. Šie atomai patys yra sugrupuoti į traškius kristalus, kurie sudaro lygiagrečias linijas.

Ši konstrukcija užtikrina labai didelį tempimo stiprumą. Anglies pluoštas nėra visiškai naujas išradimas. Pirmuosius panašios medžiagos pavyzdžius gavo ir panaudojo Edisonas. Vėliau, dvidešimtojo amžiaus viduryje, anglies pluoštas išgyveno renesansą – nuo ​​tada jo naudojimas nuolat didėjo.

Svarbiausia iš anglies pluošto savybių išlieka jo išskirtinis atsparumas karščiui... Net jei medžiaga kaitinama iki 1600 - 2000 laipsnių, tada, jei aplinkoje nėra deguonies, jos parametrai nepasikeis. Šios medžiagos tankis, kartu su įprastu, taip pat yra linijinis (matuojamas vadinamuoju tex). Kai linijinis tankis yra 600 teksų, 1 km rulono masė bus 600 g. Daugeliu atvejų medžiagos tamprumo modulis arba, kaip sakoma, Youngo modulis, taip pat yra labai svarbus.

Didelio stiprumo pluošto atveju šis skaičius svyruoja nuo 200 iki 250 GPa. Didelio modulio anglies pluošto, pagaminto PAN pagrindu, tamprumo modulis yra maždaug 400 GPa. Skystųjų kristalų tirpalams šis parametras gali svyruoti nuo 400 iki 700 GPa. Tamprumo modulis apskaičiuojamas pagal jo vertę, kai ištempiami atskiri grafito kristalai. Atominių plokštumų orientacija nustatoma naudojant rentgeno spindulių difrakcijos analizę.

Numatytasis paviršiaus įtempis yra 0,86 N/m. Apdorojant medžiagą, norint gauti metalo ir kompozito pluoštą, šis skaičius padidėja iki 1,0 N / m. Matavimas kapiliarinio pakilimo metodu padeda nustatyti atitinkamą parametrą. Naftos pikio pluoštų lydymosi temperatūra yra 200 laipsnių. Sukimas vyksta maždaug 250 laipsnių kampu; kitų rūšių pluoštų lydymosi temperatūra tiesiogiai priklauso nuo jų sudėties.

Maksimalus anglies šluosčių plotis priklauso nuo technologinių reikalavimų ir niuansų. Daugeliui gamintojų tai yra 100 arba 125 cm. Kalbant apie ašinį stiprumą, jis bus lygus:

• didelio stiprumo gaminiams, kurių pagrindas yra PAN nuo 3000 iki 3500 MPa;
• pluoštams su dideliu pailgėjimu – griežtai 4500 MPa;
• didelio modulio medžiagai nuo 2000 iki 4500 MPa.

Teoriniai kristalo stabilumo skaičiavimai, veikiant tempimo jėgai gardelės atominės plokštumos link, duoda apskaičiuotą 180 GPa vertę.Numatoma praktinė riba yra 100 GPa. Tačiau eksperimentai dar nepatvirtino, kad yra didesnis nei 20 GPa lygis. Tikrąjį anglies pluošto stiprumą riboja mechaniniai jo defektai ir gamybos proceso niuansai. Praktinėse studijose nustatytas 1/10 mm ilgio sekcijos tempiamasis stipris bus nuo 9 iki 10 GPa.

T30 anglies pluoštas nusipelno ypatingo dėmesio. Ši medžiaga daugiausia naudojama strypų gamyboje. Šis sprendimas išsiskiria lengvumu ir puikiu balansu. T30 indeksas reiškia 30 tonų tamprumo modulį.

Anglies pluoštas gali būti pagamintas iš įvairių polimerų tipų. Apdorojimo režimas nustato du pagrindinius tokių medžiagų tipus – karbonizuotą ir grafituotą. Svarbus skirtumas tarp pluošto, gauto iš PAN, ir skirtingų pikio tipų. Kokybiški anglies pluoštai, tiek didelio stiprumo, tiek didelio modulio, gali turėti skirtingą kietumo ir modulio lygį. Įprasta juos vadinti skirtingais prekių ženklais.

Pluoštai gaminami gijų arba ryšulių formatu. Jie susidaro nuo 1000 iki 10000 ištisinių gijų. Iš šių pluoštų taip pat gali būti gaminami audiniai, pavyzdžiui, kuodeliai (šiuo atveju gijų skaičius dar didesnis). Pradinė žaliava yra ne tik paprasti pluoštai, bet ir skystųjų kristalų pikis, taip pat poliakrilnitrilas. Gamybos procese pirmiausia gaminami originalūs pluoštai, o po to jie kaitinami ore 200–300 laipsnių temperatūroje.

PAN atveju šis procesas vadinamas išankstiniu apdorojimu arba atsparumo ugniai padidinimu. Po tokios procedūros pikis įgyja tokią svarbią savybę kaip nelaidumas. Pluoštai yra iš dalies oksiduoti. Nuo tolesnio kaitinimo režimo priklauso, ar jie priklausys karbonizuotų ar grafituotų grupei. Darbo pabaiga reiškia, kad paviršiui suteikiamos reikiamos savybės, o po to jis apdailinamas arba nustatomas pagal dydį.

Oksidacija ore padidina atsparumą ugniai ne tik dėl oksidacijos. Indėlį įneša ne tik dalinis dehidrogenavimas, bet ir tarpmolekulinis kryžminimas bei kiti procesai. Be to, sumažėja medžiagos jautrumas anglies atomų lydymuisi ir lakavimui. Karbonizaciją (aukštos temperatūros fazėje) lydi dujofikavimas ir visų svetimų atomų pabėgimas.

Vėlesnė jų karbonizacija atliekama azoto aplinkoje 1000–1500 laipsnių temperatūroje. Optimalus šildymo lygis, daugelio technologų teigimu, yra 1200 - 1400 laipsnių. Didelio modulio pluoštas turės būti įkaitintas iki maždaug 2500 laipsnių. Pradiniame etape PAN gauna kopėčių mikrostruktūrą. Kondensacija intramolekuliniame lygmenyje kartu su policiklinės aromatinės medžiagos atsiradimu yra „atsakinga“ už jos atsiradimą.

Kuo labiau pakyla temperatūra, tuo didesnė bus ciklinio tipo struktūra. Pasibaigus terminiam apdorojimui pagal technologiją, molekulių arba aromatinių fragmentų išdėstymas yra toks, kad pagrindinės ašys būtų lygiagrečios pluošto ašiai. Įtempimas neleidžia nukristi orientacijos laipsniui. Specifines PAN skilimo ypatybes terminio apdorojimo metu lemia skiepytų monomerų koncentracija. Kiekviena tokių pluoštų rūšis lemia pradines apdorojimo sąlygas.

Skystųjų kristalų naftos pikį reikia laikyti ilgą laiką nuo 350 iki 400 laipsnių temperatūroje. Šis režimas sukels policiklinių molekulių kondensaciją. Jų masė didėja ir palaipsniui atsiranda sulipimas (susiformuojant sferulitams). Jei kaitinimas nesiliauja, auga sferulitai, didėja molekulinė masė, todėl susidaro ištisinė skystųjų kristalų fazė. Kristalai retkarčiais tirpsta chinoline, bet dažniausiai netirpsta nei jame, nei piridine (tai priklauso nuo technologijos niuansų).

Pluoštai, gauti iš skystųjų kristalų pikio, kuriame yra 55–65% skystųjų kristalų, teka plastiškai. Verpimas atliekamas 350 - 400 laipsnių kampu. Labai orientuota struktūra susidaro iš pradžių kaitinant oro atmosferoje 200–350 laipsnių temperatūroje ir vėliau laikant inertinėje atmosferoje. Thornel P-55 prekės ženklo pluoštai turi būti kaitinami iki 2000 laipsnių, kuo didesnis elastingumo modulis, tuo aukštesnė temperatūra.

Pastaruoju metu mokslo ir inžinerijos darbuose vis daugiau dėmesio skiriama hidrinimo technologijai. Pradinė pluošto gamyba dažnai atliekama hidrinant akmens anglių deguto pikio ir naftalio dervos mišinį. Tokiu atveju turi būti tetrahidrochinolino. Apdorojimo temperatūra yra 380 - 500 laipsnių. Kietąsias medžiagas galima pašalinti filtruojant ir centrifuguojant; tada aikštelės sutirštėja aukštesnėje temperatūroje. Anglies gamybai reikia naudoti (priklausomai nuo technologijos) gana įvairią įrangą:

• sluoksniai, paskirstantys vakuumą;
• siurbliai;
• sandarinimo diržai;
• darbo stalai;
• spąstai;
• laidus tinklelis;
• Vakuuminės plėvelės;
• prepregai;
• autoklavus.

Pasaulinėje rinkoje pirmauja šie anglies pluošto gamintojai:

• Thornell, Fortafil ir Celion (Jungtinės Amerikos Valstijos);
• Grafil ir Modmore (Anglija);
• Kureha-Lon ir Toreika (Japonija);
• Cytec Industries;
• Hexcel;
• SGL grupė;
• Toray Industries;
• Zoltek;
• Mitsubishi Rayon.

Šiandien anglis gaminama Rusijoje:

• Čeliabinsko anglies ir kompozitinių medžiagų gamykla;
• Balakovo anglies gavyba;
• NPK Khimprominzhiniring;
• Saratovo įmonė "START".

Anglies pluoštas naudojamas kompozitinei armatūrai gaminti. Taip pat įprasta jį naudoti norint gauti:

• dvikrypčiai audiniai;
• Dizainerių audiniai;
• dviašis ir keturašis audinys;
• neaustas audinys;
• vienakryptė juosta;
• prepregai;
• išorinis sutvirtinimas;
• pluoštas;
• pakinktai.

Dabar yra gana rimta naujovė infraraudonųjų spindulių šiltos grindys. Šiuo atveju medžiaga naudojama kaip tradicinės metalinės vielos pakaitalas. Jis gali pagaminti 3 kartus daugiau šilumos, be to, energijos sąnaudos sumažėja apie 50%. Sudėtingų modeliavimo metodų mėgėjai dažnai naudoja anglies vamzdžius, gautus vyniojant. Šių gaminių paklausa ir automobilių bei kitos įrangos gamintojai. Pavyzdžiui, anglies pluoštas dažnai naudojamas rankiniams stabdžiams. Be to, remiantis šia medžiaga, gaukite:

• Orlaivių modelių dalys;
• Vienetiniai gaubtai;
• dviračiai;
• automobilių ir motociklų tiuningo dalys.

Anglies audinio plokštės yra 18% standesnės nei aliuminis ir 14% daugiau nei konstrukcinis plienas... Šios medžiagos pagrindu pagamintos rankovės reikalingos kintamo skerspjūvio vamzdžiams ir vamzdeliams, įvairaus profilio spiraliniams gaminiams gauti. Jie taip pat naudojami golfo lazdų gamybai ir remontui. Taip pat verta paminėti jo naudojimą. gaminant ypač patvarius dėklus išmaniesiems telefonams ir kitoms programėlėms. Tokie gaminiai paprastai yra aukščiausios kokybės ir pasižymi patobulintomis dekoratyvinėmis savybėmis.

Kalbant apie dispersinius grafito tipo miltelius, reikia:

• kai gaunamos elektrai laidžios dangos;
• išleidžiant įvairių tipų klijus;
• kai sutvirtinamos formos ir kai kurios kitos dalys.

Anglies pluošto glaistas daugeliu atžvilgių yra geresnis nei tradicinis glaistas. Šį derinį daugelis ekspertų vertina dėl savo plastiškumo ir mechaninio stiprumo. Kompozicija tinka giliems defektams uždengti. Anglies strypai arba strypai yra tvirti, lengvi ir ilgaamžiai. Tokia medžiaga reikalinga:

• aviacija;
• raketų pramonė;
• sporto įrangos išleidimas.

Karboksirūgšties pirolizės būdu galima gauti ketonų ir aldehidų.Puikios anglies pluošto šiluminės savybės leidžia jį naudoti šildytuvuose ir šildymo pagalvėlėse. Tokie šildytuvai:

• ekonomiškas;
• patikimas;
• išsiskiria įspūdingu efektyvumu;
• neskleisti pavojingos spinduliuotės;
• santykinai kompaktiškas;
• puikiai automatizuotas;
• veikia be nereikalingų problemų;
• neskleisti pašalinio triukšmo.

Anglies-anglies kompozitai naudojami gaminant:

• tiglių atramos;
• kūginės vakuuminio lydymo krosnių dalys;
• jiems skirtos vamzdinės dalys.

Papildomos taikymo sritys apima:

• naminiai peiliai;
• naudoti variklių žiedlapių vožtuvui;
• naudoti statybose.

Šiuolaikiniai statybininkai jau seniai naudoja šią medžiagą ne tik išoriniam sutvirtinimui. Jis reikalingas ir akmeniniams namams bei baseinams sutvirtinti. Suklijuotas armuojantis sluoksnis atkuria tiltų atramų ir sijų savybes. Jis taip pat naudojamas kuriant septikus ir įrėminus natūralius, dirbtinius rezervuarus, dirbant su kesonu ir siloso duobe.

Kitame vaizdo įraše rasite daugiau informacijos apie anglies pluošto gamybą.