湖北航天航空用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家

來源: 發(fā)布時間:2024-02-18

碳纖維產(chǎn)業(yè)鏈上游屬于石油化工行業(yè),主要通過原油煉制、裂解、氨氧化等工序獲得丙烯腈;碳纖維企業(yè)通過對以丙烯腈為主的原材料進行聚合反應生成聚丙烯腈,再以其

紡絲獲得聚丙烯腈原絲,對原絲進行預氧化、碳化等工藝制得碳纖維,通過對碳纖維和高質(zhì)量樹脂的加工以獲得碳纖維復合材料以滿足應用需求。

碳纖維的生產(chǎn)流程主要包括:拉絲、牽伸、穩(wěn)定、碳化、石墨化。

一、拉絲:這是碳纖維生產(chǎn)過程中的第一步,主要把原材料分離成纖,屬于物理變化,在這過程中,紡絲液細流與凝固液之間的傳質(zhì)、傳熱,PAN沉析形成凝膠結構的

絲條。

二、牽伸:要求溫度100到300度,結合定向纖維的拉伸效應來操作。也是PAN纖維的高模量、強度高、致密化和細化的關鍵步驟。


碳纖維的比重1.6左右,是鋁的一半,鋼的五分之一。湖北航天航空用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家

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碳纖維板在固化成型后,為了精度要求或裝配需要,還要進行切削、鉆孔等后加工。在切削工藝參數(shù)、切割深度等相同條件下,選擇不同材料、尺寸、形狀的刀具和鉆頭,效果上有很大差異,與此同時,刀具和鉆頭的力度、方向、時間和溫度等因素也會影響到加工的結果。

后加工過程中,盡量選擇帶金剛石涂層的鋒利刀具和整體硬質(zhì)合金的鉆頭,刀具和鉆頭本身的耐磨性決定了加工的質(zhì)量和工具的使用壽命。如果刀具和鉆頭不夠鋒利或者使用不當,不但會加速磨損,提高產(chǎn)品的加工成本,更會造成板材損傷,影響板材的形狀、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的穩(wěn)定性,嚴重時會造成材料出現(xiàn)層狀撕裂,甚至是塊狀崩落,導致整塊板材的報廢。


江蘇機器人手臂用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家目前,碳纖維復合材料已經(jīng)被引入到汽車剎車片的應用中,特別是在賽車中。

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按照用途市場劃分,2020年碳纖維應用市場細分大致如下:

風能———23%

航空航天———20%

體育用品———12%

汽車———10%

壓力容器———10%

用于注塑塑料和其他短纖維應用的復合材料———8%

建筑和基礎設施———8%

其他細分市場———9%

正如COVID之前的時期一樣,隨著新應用和項目的投產(chǎn),碳纖維的所有細分市場都具有巨大的增長潛力。在COVID-19暴發(fā)之前,碳纖維具有吸引力的潛在長期大趨勢保持不

變。碳纖維的優(yōu)勢:剛度、較高的強度重量比、耐腐蝕性、導電性等,至今仍然有效。為了實現(xiàn)增長,碳纖維和CFRP零件必須同時具有技術和經(jīng)濟效益。


碳纖維板的加工

碳纖維板在固化成型后,為了精度要求或裝配需要,還要進行切削、鉆孔等后加工。在切削工藝參數(shù)、切割深度等相同條件下,選擇不同材料、尺寸、形狀的刀具和鉆頭,

效果上有很大差異,與此同時,刀具和鉆頭的力度、方向、時間和溫度等因素也會影響到加工的結果。

后加工過程中,盡量選擇帶金剛石涂層的鋒利刀具和整體硬質(zhì)合金的鉆頭,刀具和鉆頭本身的耐磨性決定了加工的質(zhì)量和工具的使用壽命。如果刀具和鉆頭不夠鋒利或者使

用不當,不僅會加速磨損,提高產(chǎn)品的加工成本,更會造成板材損傷,影響板材的形狀、尺寸以及板材上孔、槽等加工部位尺寸的穩(wěn)定性,嚴重時會造成材料出現(xiàn)層狀撕

裂,甚至是塊狀崩落,導致整塊板材的報廢。


大型碳纖維管可用于紡織機械、鋁箔機械、塑料薄膜機械、造紙機械、印染機械行業(yè)、包裝機械、游艇等行業(yè)。

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傳統(tǒng)的碳纖維生產(chǎn)過程主要包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化、碳化以及石墨化等環(huán)節(jié),再加上高壓下烘烤分離的樹脂和碳纖維布,一共需要24個小時以上。而鍛造碳纖維的生產(chǎn)耗時則明顯縮短了許多,將切碎的碳纖維絲與樹脂結合并夾在兩個鋼模之間,然后放在1200-1500psi的壓力下加熱3分鐘就能制造完成。生產(chǎn)周期的大幅縮短意味著鍛造碳纖維的生產(chǎn)成本將大幅降低。還有一個優(yōu)勢,短切碳纖維與樹脂混合后,在高壓的作用下, 它的流動性好,能夠成型復雜結構的零部件。


由上海泰晟電子科技發(fā)展有限公司提供的一組碳纖維伸縮套管被用于液晶半導體行業(yè)搬運機械臂中。江蘇機器人手臂用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家

由于碳纖維重量輕、強度高、設計靈活等優(yōu)勢,有成為新一代零件的發(fā)展趨勢。湖北航天航空用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家

碳纖維比較難加工

碳纖維兼具碳材料強抗拉力和纖維柔軟可加工性兩大特征,碳纖維是一種的力學性能優(yōu)異的新材料。

就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說,碳纖維的強度在 400 到 800 兆帕左右,而普通鋼材的強度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性,碳纖維和鋼材基本類似,沒有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強度,更輕的重量,所以說碳纖維是新材料中的**。正因為這種優(yōu)勢,碳纖維增強復合材料(CFRP)在加工過程中,基體和纖維存在較為復雜的內(nèi)部相互作用,使其物理特性與金屬有較大區(qū)別,CFRP密度遠小于金屬,而強度大于大部分金屬。因為 CFRP 的不均勻性,在加工過程中往往會出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離;CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性,使其在加工過程中對設備的要求較高,因此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量切削熱對設備磨損較為嚴重。

同時,其應用領域的不斷擴展,要求也越來越細膩,對材料適用性做出要求,對CFRP的質(zhì)量要求也越來越苛刻,也致使加工成本上浮。


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