Karbon fiber ve uygulamaları nedir

Karbon fiber hakkında duyulmuş olabilirsiniz ya da zaten kullanıyorsunuz, bugünün dünyasında, artık çok pahalı bir malzeme değil, endüstriden hayatımıza kadar, karbon fiber ürünlerini her yerde görebiliriz. Üstün özellikleri nedeniyle, karbon fiber sürekli genişleyen bir uygulama aralığında kullanılmaktadır. Bugün, Sinofibre sizi büyüleyici karbon fiber dünyasını keşfetmeye davet ediyor.

Karbon fiber nedir?

Karbon lifleri poliakrilonitril (PAN) ve suni rayon gibi öncülerden üretilir. Bu öncü lifler kimyasal işleme, ısıtma ve gerilmeye, ardından yüksek mukavemetli lifler oluşturmak için karbonizasyon yapılır. Karbon içeriği%90'ı aşan karbon fiber, yüksek sıcaklık direnci, yüksek mukavemet ve korozyon direnci dahil olağanüstü performans avantajlarına sahiptir.

Karbon fiber için üretim süreci

Karbon fiber üretimi tipik olarak birkaç anahtar adım içerir:

Dönme: Öncül malzemelerin (poliakrilonitril - pan gibi) liflere dönüştürülmesi.

Stabilizasyon: Moleküler yapıyı stabilize etmek için liflerin ısıtılması.

Karbonizasyon: Karbon dışı elemanları çıkarmak için inert bir atmosferde stabilize edilmiş liflerin yüksek sıcaklıklara (1000 ° C'nin üzerinde) tabi tutulması.

Yüzey işlemi: Elyafların bağlanma özelliklerinin arttırılması.

Boyutlandırma: İşlemeyi ve işlemeyi iyileştirmek için liflere koruyucu bir kaplama uygulanması.

Dokuma: Karbon fiber kumaş oluşturmak için karbon liflerinin çeşitli desenlere (örn. Düz dokuma, dükkân örgü, saten örgü veya tek yönlü örgü) dokuma. Bu adım, spesifik yönlü mukavemet özellikleri gerektiren uygulamalar için çok önemlidir.

Prepreg: Hazırlık malzemeleri üretmek için dokuma karbon fiber kumaşın reçine ile emprenye edilmesi. Prepregs, düzgün reçine dağılımı ve optimal elyaf ıslak çıkışını sağlayan kullanıma hazır kompozit malzemelerdir.

Karbon fiber ürünleri şekilleri

İyi esnek özelliği nedeniyle, karbon fiber farklı teknikler kullanılarak çeşitli formlarda şekillendirilebilir: tipik olarak aşağıdakileri içerir:

Karbon fiber tabakaları: sıkıştırma veya otoklav tekniği

Karbon fiber tüpler: Rulo kalıplama tekniği

Karbon fiber çubuklar: pultrüzyon tekniği

Karbon fiber parçaları: CNC yönlendirici veya sıkıştırma tekniğinden kesme

Bu teknikler hakkında ayrıntılı bilgi için yukarıdaki ilgili bağlantıyı tıklayın.

Özellikler

Karbon fiber ürünleri birçok özelliğe sahiptir, insanlar bunu beğenir çünkü ana özellikleri:

Yüksek mukavemet: Karbon fiber çelikten beş kat daha güçlü ve iki kat daha serttir, ancak önemli ölçüde daha hafiftir. Bu, yüksek mukavemetle ağırlığı azaltan uygulamalar için idealdir

Hafif: Sinofibre'nin karbon fiber ürünlerinin yoğunluğu 1.6 -1.8 g/cm³'dir, alüminyum (2.7 g/cm³), bakır (8.9 g/cm³) ve çelik (7.8 g/cm³) gibi metallerden çok daha hafiftir. Kilo azaltılması, tasarrufları ve gelişmiş performansı artırmak anlamına gelir.

Süper yüksek gerilme mukavemeti: Karbon fiber, tipik olarak 3.500 ila 6.000 MPa (T300-T800'den gelen dereceye taban) aralığında gerilme mukavemetleri sergiler, alüminyumdan (400-550 MPa), bakırdan (210 MPa) ve çelikten (500-1,200 MPa) çok daha yüksektir.

Yüksek sertlik: Karbon fiberin esnekliği modülü, alüminyum (69 GPa), bakır (110-128 GPa) ve çelik (200 GPA) ile karşılaştırılabilir olan 240 GPa civarındadır, bu da onu son derece katı ve deformasyona dirençli hale getirir.

Termal Direnç: Karbon fiber, yüksek sıcaklıklarda zayıflayabilen veya eriyebilecek metallerin aksine, gücünü kaybetmeden 1000 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklara dayanabilir.

Kimyasal Direnç: Nem ve kimyasallara maruz kaldığında koro olabilen metallerin aksine, korozyon ve kimyasal saldırıya dirençlidir.

Yorgunluk direnci: Karbon fiber, mekanik özelliklerini döngüsel yükleme koşulları altında birçok metalden daha iyi koruyarak mükemmel yorgunluk direnci sergiler.

Düşük Termal Genişleme: Çok düşük bir termal genişleme katsayısına sahiptir, yani sıcaklık değişimleriyle önemli ölçüde genişlemez veya büzülmez, bu da boyutsal stabilite sağlar.

丨Diğer malzemelerle karşılaştırma

Mülk	Karbon fiber	Çelik	Alüminyum	Bakır	Titanyum
Yoğunluk (g/cm³)	1.6	7.8	2.7	8.9	4.5
Çekme Mukavemeti (MPA)	3,500 – 6,000	500 – 1,200	400 – 550	210	900 – 1,200
Esneklik modülü (GPA)	240	200	69	110-128	110
Termal iletkenlik (w/mk)	5-10	50	235	400	22
Korozyon direnci	Harika	Fakir	İyi	Fakir	Harika
Yorgunluk direnci	Harika	İyi	İyi	Adil	Harika

Karbon fiber ürünlerinin uygulamaları

Başlangıçta bahsettiğimiz gibi, karbon fiberin fiyatı öncekinden çok daha düşük, bu nedenle daha fazla uygulamada kullanıldı:

İHA / Drone

İHA veya dronun çoğu karbon fiber plaka ve tüpten yapılmıştır, çünkü daha yüksek bir pil ömrü elde etmek için hafif, yüksek mukavemetli özelliklere sahip, uçuş performansını ve verimliliğini artırır.

Spor malzemeleri

Hafif ve dayanıklı araç performansını artırabilir, bisiklet, tenis raketleri, golf kulüpleri, olta çubuğu ve kürek vb. Gibi karbon fiberden daha fazla araç yapılır.

Otomobil

Aynı zamanda hafif ve yüksek mukavemeti, daha iyi yakıt verimliliği ve performansına katkıda bulunur.

Havacılık endüstrisi

Havacılık ve uzayda karbon fiber, uçak ve uzay aracının ağırlığını azaltmak için çok önemlidir, bu da daha iyi yakıt verimliliği ve performansına yol açar. Gövde, kanat ve uydu yapıları gibi bileşenler hafif ve yüksek mukavemetli özelliklerinden yararlanır. Bununla birlikte, derece standart karbon fiberden çok daha yüksektir. Karbon fiber derecesi hakkında daha fazla not bilmek istiyorsanız, lütfen gönderime bakın<What is T300, T700 and T800 Carbon Fiber>

Tıp alanı

Tıbbi alanda, karbon fiber mukavemeti, hafif ağırlığı ve radyolusens (X-ışınlarına şeffaflık) nedeniyle protez, ortotik cihazlarda ve tıbbi görüntüleme ekipmanlarında kullanılır.

Rüzgar enerjisi

Karbon fiberden yapılmış rüzgar türbini bıçakları, fiberglas gibi geleneksel olandan daha verimli ve dayanıklıdır, bu da daha iyi enerji yakalamasına ve azaltılmış bakım maliyetlerine yol açar.

Karbon fiberin geleceği

Teknolojik atılımlar üretim ve hammadde maliyetlerini azalttığında, karbon fiber daha erişilebilir ve uygun fiyatlı hale geliyor. Giderek daha fazla malzeme, uygulamalarını ve erişilebilirliğini genişletecek yüksek mukavemetli karbon fiber ürünlerine geçecektir.

Çözüm

Karbon fiber, benzersiz özelliklere ve çok çeşitli uygulamalara sahip olağanüstü ve yeni bir malzemedir. Enerji tasarrufu ve özellikleri artırabilen hafif, esnek, üstün yüksek gerilme mukavemeti nedeniyle giderek daha popüler hale geldi. Teknoloji ilerledikçe, karbon fiber şüphesiz gelecekte geniş bir malzeme olacak.