sự định nghĩa
Sợi carbon bậc cao đề cập đến các sợi carbon có độ bền kéo cao (lớn hơn 4,5 GPa) và mô đun kéo cao (lớn hơn 250 GPa). So với sợi carbon thông thường, sợi carbon bậc cao có cấu trúc dày đặc hơn và có ít khiếm khuyết hơn, do đó, nó có tính chất cơ học tốt hơn và độ ổn định nhiệt.
Đặc điểm của sợi carbon cao cấp
Độ bền cao: Độ bền kéo của sợi carbon cao cấp là 5-7 lần của thép và hơn 10 lần so với hợp kim nhôm.
Mô đun cao: Mô đun kéo của sợi carbon bậc cao là 2-3 lần so với thép bằng hợp kim nhôm.
Mật độ thấp: Mật độ của sợi carbon bậc cao chỉ là 1. 7-2. 0 g/cm³, là 1/4 thép và 1/2 hợp kim nhôm.
Điện trở nhiệt độ cao: Sợi carbon cao cấp có thể chịu được nhiệt độ cao trên 2000 độ trong môi trường khí trơ.
Kháng ăn mòn: Sợi carbon bậc cao có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời đối với môi trường hóa học như axit, kiềm và muối.
Hệ số mở rộng thấp: Hệ số giãn nở nhiệt của các sợi carbon bậc cao gần bằng 0 và độ ổn định kích thước là tuyệt vời trong môi trường thay đổi nhiệt độ.
Độ dẫn điện và nhiệt: Sợi carbon cao cấp có tính chất dẫn điện và nhiệt tốt và có thể được điều chỉnh khi cần thiết.
Quá trình sản xuất sợi carbon cao cấp
Quá trình sản xuất sợi carbon bậc cao chủ yếu bao gồm các bước sau:
1
>>
Chuẩn bị tiền thân:
Polyacrylonitril (PAN) hoặc nhựa đường chất lượng cao được chọn làm nguyên liệu thô, và tiền chất được thực hiện thông qua quay, soạn thảo và các quy trình khác.
2
>>
Quá trình oxy hóa:
Tiền chất được oxy hóa trước trong không khí ở mức 200-300 để liên kết chéo cấu trúc phân tử của nó để tạo thành cấu trúc hình thang ổn định.
3
>>
Hậu cacbon hóa:
Tiền chất oxy hóa trước được làm nóng đến mức 1000-1500 trong môi trường khí trơ để làm cho hàm lượng carbon của nó đạt hơn 90%.
4
>>
Đồ họa:
Sợi cacbon hóa được làm nóng đến mức 2500-3000 trong môi trường khí trơ để làm cho cấu trúc tinh thể than chì của nó hoàn hảo hơn, và cải thiện mô đun và cường độ của sợi.
5
>>
Xử lý bề mặt:Xử lý bề mặt của sợi graphitized để cải thiện cường độ liên kết giao thoa của chúng với ma trận nhựa.
6
6
Các chỉ số hiệu suất của sợi carbon cao cấp
| Số liệu hiệu suất | Giá trị số |
| Độ bền kéo (GPA) | 4.5-7.0 |
| Mô đun kéo (GPA) | 250-400 |
| Mật độ (g/cm) | 1.7-2.0 |
| Kéo dài khi nghỉ (%) | 1.5-2.0 |
| Hệ số giãn nở nhiệt (10 鈦烩伓/k) | -1 |
| Độ dẫn nhiệt (w/m 路 k) | 10~20 |
| Điện trở suất (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
