A szénszál jellemzői, alkalmazása és fejlesztése
1.A szénszál jellemzői és tulajdonságai
Szénszálas anyagok feketék, kemények, nagy szilárdságúak, könnyű súlyúak és más új, kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező anyagok.Fajsúlya kisebb, mint az acél 1/4-e.A szénszálas gyanta kompozit anyagok szakítószilárdsága általában 35000 MPa felett van, ami 7,9-szerese az acélnak.A húzórugalmassági modulus 230000MPa és 430000MPa között van.Ezért a CFRP fajlagos szilárdsága, vagyis az anyag szilárdságának és sűrűségének aránya 20000MPa/(g/cm3) felett van, de az A3-as acél fajszilárdsága 590MPa/(g/cm3) A fajlagos rugalmassági modulusa is nagyobb, mint az acélé.Minél nagyobb az anyag fajlagos szilárdsága, minél kisebb az alkatrész önsúlya, minél nagyobb a fajlagos rugalmassági modulus, annál nagyobb az alkatrész merevsége.Ebben az értelemben a szénszál széles körű alkalmazási lehetőségeit szemléltetjük a mérnöki területen.Számos feltörekvő kompozit anyag kiváló tulajdonságait tekintve, mint pl Polimer kompozit üvegszálas anyag, fém alapú kompozit anyagok és kerámia alapú kompozit anyagok, sok szakértő azt jósolja, hogy a kompozit anyagok az acél korától a széles körben elterjedt anyagfelhasználás korszakába lépnek.
PAN szénszálas és üvegszálas kompozit anyagok:
(1) Mechanikai tulajdonságok, a fémnél kisebb sűrűség, könnyű súly;nagy modulus, nagy merevség, nagy szilárdság, nagy kifáradási szilárdság, kiváló kopásállóság és kenőképesség;kiváló rezgéscsillapítás;
(2) Kis hőállóság, stabilitás, hőtágulási együttható, jó méretstabilitás, hővezető képesség;kiváló hőállóság inert gázban;
(3) Számos vezető anyaghoz tartozik, amelyek elektromos vezetőképességgel és elektromágneses hullám árnyékoló tulajdonságokkal, valamint elektromos vezetőképességgel és elektromágneses hullám árnyékoló tulajdonságokkal rendelkeznek.(4) Kiváló röntgenáteresztő képességgel rendelkezik, és a célnak megfelelően megfelelő szerkezetet lehet kialakítani.
2007-ben Japán főSzénszál szállítóA Toray Co., Ltd. együttműködött a Nissan Motorral és más cégekkel, hogy olyan élvonalbeli anyagokat fejlesszenek ki szénszál felhasználásával, amelyek nagymértékben csökkenthetik az autó fő alkatrészeinek, például az alváznak a súlyát.Az új technológia 10%-kal csökkenti az autó össztömegét, és 4-5%-kal javítja az üzemanyag-fogyasztást.Ezenkívül az ütésállóság 1,5-szerese a hagyományosnak.A gyártók azt tervezik, hogy három éven belül bevezetik az új technológiát a haszongépjárművekbe.Az új technológia azt ígéri, hogy felgyorsítja az acélközpontú autóipari nyersanyagokra való átállást a szigorúbb üzemanyagszámla-szabályozás hátterében, hogy világszerte csökkentse az üvegházhatású gázokat.
2.Szénszál alkalmazása
A szénszál a 90%-nál nagyobb széntartalmú szálak általános elnevezése, és magas széntartalmáról kapta a nevét.A szénszál az elemi szén különféle kiváló tulajdonságaival rendelkezik, mint például a kis fajsúly, a hőállóság, a hősokkállóság, a vegyszerállóság és a vezetőképesség stb. A szálak összegabalyodásával és kiváló mechanikai tulajdonságaival rendelkezik.Különösen nagy a fajlagos szilárdsága és a fajlagos rugalmassági modulusa, és elviseli a 2000-es magas hőmérsékletet is oxigénszigetelés mellett.Fontos ipari üvegszál alapanyagés alkalmas kompozit anyagok, ablációs anyagok és hőszigetelő anyagok megerősítésére.Ez egy új anyag, amelyet az 1960-as évek elején fejlesztettek ki, és mára a modern társadalom nélkülözhetetlen új anyagává vált.
A szabadidős termékek közül a PAN szénszál első alkalmazása a horgászbot.Jelenleg a világ éves szénszálas horgászbot-termelése körülbelül 12 millió, a felhasznált szénszál mennyisége pedig körülbelül 1200 tonna.A szénszál golfütőkben való alkalmazása 1972-ben kezdődött. Jelenleg a szénszál éves kibocsátásaA golfütők száma a világon körülbelül 40 millió palack, a szénszál mennyisége pedig 2000 tonnának felel meg.A teniszütők alkalmazása 1974-ben kezdődött. Jelenleg a világon mintegy 4,5 millió szénszálas ütőt gyártottak tavaly, és a szénszál felhasználásához körülbelül 500 tonna szükséges.A szénszálat többek között a sílécekben, hócsónakokban, síbotokban, baseball ütőkben, országúti játékokban és tengeri sportokban is széles körben használják.
Felismerve a szénszál könnyű súlyát, fáradtságállóságát, korrózióállóságát és egyéb tulajdonságait, széles körben használják a repülőgépiparban.Az űrrepülés területén a nagy modulusú szénszálakat mesterséges műholdakban alkalmazták könnyű súlyuk (merevségük) és méretstabilitásuk hővezető képessége miatt.Az utóbbi években kommunikációs műholdakban, például irídiumban használták őket.
A formázómassza főként a hőre lágyuló gyantához van keverve formábanüvegszálas vágott szálak, amely erősítő, antisztatikus és elektromágneses hullámvédő hatású, és széles körben használatos háztartási gépekben, irodai berendezésekben, félvezetőkben és kapcsolódó területeken.
3. A szénszálas termékek gyártási státusza országomban
Hazámban a szénszál előállítása és felhasználása még korai szakaszban van.A hazai szénszál gyártási kapacitása a teljes kibocsátásnak csak mintegy 0,4%-át teszi kinagy teljesítményű szénszálas kendőa világban, és a hazai fogyasztás több mint 90%-a importtól függ.A PAN-prekurzor minősége mindig is szűk keresztmetszet volt, amely korlátozza a szénszálas ipar nagyüzemi termelését országomban.Ráadásul, mivel a szénszálat régóta stratégiai anyagnak tekintik, a fejlett országokat elzárták a külvilágtól.Ezért az iparági szakértők úgy vélik, hogy az alapkutatás megerősítése az innováció alapja és a hazai szénszálas ipar fejlesztésének alapvető módja.
Hazám az 1960-as évektől az 1970-es évekig kezdte el tanulmányozni a szénszálakat, szinte lépést tartva a világgal.Több mint 30 év kemény munka után a japán Toray Company a T300-as szinthez közeli szénszálas termékeket fejlesztett ki, de a kibocsátás és a minőség nem tudja kielégíteni a külföldtől távol álló hazai keresletet.A nemzetközi haladó szinthez képest a hazai szénszál kiemelkedő problémái az alacsony szénszálszilárdság, a rossz egyenletesség és stabilitás, a fejlettségi szint pedig közel 20-30 évvel elmarad a fejlett országokétól, és a termelési lépték kicsi, a műszaki berendezések elmaradott, a termelési hatékonyság pedig gyenge.
Jelenleg a világ szénszálas gyártási kapacitása körülbelül 35 000 tonna, és a kínai piacon az éves kereslet körülbelül 6 500 tonna.Nagy szénszál-fogyasztó.Azonban Kína szénszálas termelése 2007-ben csak körülbelül 200 tonna volt, és főleg alacsony teljesítményű termékekből származott.Az ipar nagy része importra támaszkodik, és az ára nagyon drága.Például a szabványos T300 piacról hiányzik a független szellemi tulajdonjogokkal rendelkező műszaki támogatás, és a hazai vállalkozások még nem sajátították el a teljes szénszálas magtechnológiát.A szénszál minősége, technológiája és gyártási skálája az én országomban nagyon eltér a külföldi országokétól.Közülük a nagy teljesítményű szénszálas technológiát Japán és a nyugati országok monopolizálják és blokkolják.Ezért a szénszál lokalizációjának megvalósítása hosszú folyamatot igényel.A piac hiánya miatt Kínában az elmúlt években „szénszál-láz” volt, számos tudományos kutatóintézet és vállalkozás indított szénszál-kutatást és ezer tonnás iparosítási projekteket.
#Szénszálas anyagok#Polimer kompozit üvegszálas anyag#Szénszál szállító#üvegszálas vágott szálak#nagy teljesítményű szénszálas kendő
Feladás időpontja: 2022.10.27