2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38
Zaawansowane gałęzie przemysłu i budownictwo opanowały ostatnio wiele całkowicie nowych technologii, z których większość wiąże się z innowacyjnymi materiałami. Zwykły użytkownik mógł zauważyć przejawy tego procesu na przykładzie materiałów budowlanych z dodatkiem kompozytów. Również w branży motoryzacyjnej wprowadzane są elementy węglowe, które zwiększają osiągi samochodów sportowych. I to nie wszystkie dziedziny, w których wykorzystuje się włókno węglowe. Podstawą tego komponentu są włókna węglowe, których zdjęcie przedstawiono poniżej. W rzeczywistości wyjątkowość i aktywna dystrybucja kompozytów nowej generacji tkwi w niezrównanych właściwościach technicznych i fizycznych.
Technologia produkcji
Do produkcji materiałów wykorzystywane są surowce w postaci włókien naturalnych lub chemicznych pochodzenia organicznego. Co więcej, w wyniku specjalnej obróbki z oryginalnego przedmiotu obrabianego pozostają tylko atomy węgla. Główną siłą wpływającą jest temperatura. Proces technologiczny obejmuje realizację kilku etapów obróbki cieplnej. W pierwszym etapie struktura pierwotna jest utleniana w warunkach temperaturowych do 250 °C. W następnymNa tym etapie produkcja włókien węglowych przechodzi w proces karbonizacji, w wyniku którego materiał jest podgrzewany w środowisku azotu w wysokich temperaturach do 1500°C. W ten sposób powstaje struktura podobna do grafitu. Cały proces produkcyjny zakończony jest końcową obróbką w postaci grafityzacji w temperaturze 3000 °C. Na tym etapie zawartość czystego węgla we włóknach sięga 99%.
Gdzie jest używane włókno węglowe?
Jeśli w pierwszych latach popularyzacji materiał był używany wyłącznie w wysoce wyspecjalizowanych dziedzinach, dziś następuje rozszerzenie produkcji, w której używane jest to włókno chemiczne. Materiał jest dość plastyczny i niejednorodny pod względem możliwości eksploatacji. Z dużym prawdopodobieństwem zakres takich włókien będzie się rozszerzał, ale dziś podstawowe rodzaje prezentacji materiałów na rynku nabrały kształtu. W szczególności możemy zwrócić uwagę na branżę budowlaną, medycynę, produkcję elektrotechniki, AGD itp. Jeśli chodzi o dziedziny specjalistyczne, zastosowanie włókien węglowych jest nadal istotne dla producentów sprzętu lotniczego, elektrod medycznych i materiałów pochłaniających radary.
Formy produkcji
Przede wszystkim są to wyroby tekstylne żaroodporne, wśród których możemy wyróżnić tkaniny, nici, dzianiny, filc itp. Bardziej technologicznym kierunkiem jest produkcja kompozytów. Być może jest to najszerszy segment, w którym włókno węglowe jest reprezentowane jako podstawa produktów do produkcji seryjnej.produkcja. W szczególności są to łożyska, zespoły żaroodporne, części i różne elementy pracujące w agresywnych środowiskach. W większości kompozyty nastawione są na rynek motoryzacyjny, jednak branża budowlana również chętnie rozważa nowe propozycje producentów tego włókna chemicznego.
Właściwości materiału
Specyfika technologii pozyskiwania materiału odcisnęła swoje piętno na właściwościach włókien. W rezultacie wysoka stabilność termiczna stała się głównym wyróżnikiem struktury takich produktów. Oprócz efektów termicznych materiał jest również odporny na agresywne chemicznie środowiska. Prawdą jest, że jeśli tlen jest obecny podczas procesu utleniania po podgrzaniu, ma to szkodliwy wpływ na włókna. Ale wytrzymałość mechaniczna włókna węglowego może konkurować z wieloma tradycyjnymi materiałami, które uważane są za twarde i odporne na uszkodzenia. Ta jakość jest szczególnie widoczna w produktach węglowych. Kolejną właściwością, która jest pożądana wśród technologów różnych produktów, jest zdolność absorpcji. Ze względu na aktywną powierzchnię włókno to można uznać za wydajny system katalityczny.
Producenci
Liderami w tym segmencie są firmy amerykańskie, japońskie i niemieckie. Rosyjskie technologie w tej dziedzinie praktycznie nie rozwinęły się w ostatnich latach i nadal opierają się na rozwoju epoki sowieckiej. Do tej pory połowaWłókna produkowane na świecie to japońskie firmy Mitsubishi, Kureha, Teijin itp. Pozostała część jest podzielona między Niemców i Amerykanów. Na przykład strona amerykańska to Cytec, a w Niemczech włókno węglowe jest produkowane przez SGL. Nie tak dawno na listę liderów w tej dziedzinie weszła tajwańska firma Formosa Plastics. Jeśli chodzi o produkcję krajową, w rozwój kompozytów zajmują się tylko dwie firmy - Argon i Chimvolokno. Jednocześnie białoruscy i ukraińscy przedsiębiorcy dokonali w ostatnich latach znaczących osiągnięć, opanowując nowe nisze do komercyjnego wykorzystania włókna węglowego.
Przyszłość włókien węglowych
Ponieważ niektóre rodzaje CFRP wkrótce umożliwią wytwarzanie produktów, które zachowają swoją pierwotną strukturę przez miliony lat, wielu ekspertów przewiduje nadprodukcję takich produktów. Mimo to zainteresowane firmy nadal ścigają się z ulepszeniami technologicznymi. Jest to w dużej mierze uzasadnione, ponieważ właściwości włókien węglowych są o rząd wielkości lepsze niż właściwości tradycyjnych materiałów. Wystarczy pamiętać o wytrzymałości i odporności na ciepło. Bazując na tych zaletach, programiści badają nowe obszary rozwoju. Wprowadzenie materiału najprawdopodobniej obejmie nie tylko wyspecjalizowane obszary, ale także obszary bliskie masowemu konsumentowi. Na przykład zwykłe elementy z tworzywa sztucznego, aluminium i drewna można zastąpić włóknem węglowym, które pod wieloma względami przewyższa konwencjonalne materiały.
Wniosek
Wiele czynników uniemożliwia szerokie zastosowanie innowacyjnych włókien sztucznych. Jednym z najważniejszych jest wysoki koszt. Ponieważ włókno węglowe wymaga użycia nowoczesnego sprzętu do produkcji, nie każda firma może sobie na to pozwolić. Ale nie to jest najważniejsze. Faktem jest, że nie wszyscy producenci są zainteresowani tak radykalnymi zmianami jakości produktów. Tak więc, zwiększając trwałość jednego elementu infrastruktury, producent nie zawsze może wykonać podobną modernizację na sąsiednich komponentach. Rezultatem jest brak równowagi, który niweczy wszystkie osiągnięcia nowych technologii.
Zalecana:
Włókna syntetyczne. Syntetyczne włókno poliamidowe
Włókna syntetyczne zaczęto produkować na skalę przemysłową w 1938 roku. W tej chwili jest ich już kilkadziesiąt. Wszystkie z nich łączy to, że materiałem wyjściowym są dla nich związki o niskiej masie cząsteczkowej, które są przekształcane w polimery na drodze syntezy chemicznej. Przez rozpuszczenie lub stopienie otrzymanych polimerów wytwarza się roztwór przędzalniczy lub przędzalniczy. Włókna powstają z roztworu lub ze stopu, a dopiero potem poddawane są obróbce wykańczającej
Otrzymywanie alkoholi: metody i surowce
Pozyskiwanie alkoholi to dość skomplikowany proces technologiczny. Istnieją biochemiczne i chemiczne metody otrzymywania alkoholi. Pozyskiwanie alkoholu metylowego odbywa się poprzez zastosowanie różnych technologii
Włókno octanowe. Produkcja włókna octanowego
Przemysł tekstylny był przez cały czas jednym z najważniejszych sektorów gospodarki narodowej w naszym kraju, ponieważ dostarczał państwu ogromną ilość tak potrzebnej tkaniny, która była stale potrzebna nie tylko dla produkcja odzieży, ale nawet wykorzystywana do produkcji broni
Wolfram: zastosowanie, właściwości i właściwości chemiczne
Matka natura wzbogaciła ludzkość w użyteczne pierwiastki chemiczne. Niektóre z nich są ukryte w jego wnętrznościach i zawarte są w stosunkowo niewielkich ilościach, ale ich znaczenie jest bardzo znaczące. Jednym z nich jest wolfram. Jego zastosowanie wynika ze specjalnych właściwości
Otrzymywanie fenolu: główne metody
Fenol to bezbarwna substancja krystaliczna o bardzo specyficznym zapachu. Substancja ta znajduje szerokie zastosowanie w produkcji różnych barwników, tworzyw sztucznych, różnych włókien syntetycznych (głównie nylonu). Przed rozwojem przemysłu petrochemicznego produkcja fenolu była prowadzona wyłącznie ze smół węglowych
