今天給各位分享碳纖維件制作的知識,其中也會對碳纖維產品制作視頻進行解釋,如果能碰巧解決你現在面臨的問題,別忘了關注本站,現在開始吧!,本文目錄一覽:,1、,碳纖維的制備方式,2、,碳纖維怎么制作?,3、,碳纖維制作教程求機出操作技術,4、,碳纖維是什么材料?,5、,碳纖維如何加工,6、,碳纖維怎么制作的?
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碳纖維的制備方式
工業化生產碳纖維按原料路線可分為聚丙烯腈(PAN)基碳纖維、瀝青基碳纖維和粘膠基碳纖維三大類,但主要生產前兩種碳纖維。由粘膠纖維制取高力學性能的碳纖維必須經高溫拉伸石墨化,碳化收率低,技術難度大,設備復雜,原料豐富碳化收率高,但因原料調制復雜、產品性能較低,亦未得到大規模發展;由聚丙烯腈纖維原絲制得的高性能碳纖維,其生產工藝較其他方法簡單,產量約占全球碳纖維總產量的90%以上。 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得。應用較普遍的碳纖維主要是聚丙烯腈碳纖維和瀝青碳纖維。碳纖維的制造包括纖維紡絲、熱穩定化(預氧化)、碳化、石墨化等4個過程。其間伴隨的化學變化包括,脫氫、環化、預氧化、氧化及脫氧等。
從粘膠纖維制取高力學性能的碳纖維必須經高溫拉伸石墨化,碳化收率低,技術難度大、設備復雜,產品主要為耐燒蝕材料及隔熱材料所用;由瀝青制取碳纖維,原料來源豐富,碳化收率高,但因原料調制復雜、產品性能較低,亦未得到大規模發展;由聚丙烯腈纖維原絲可制得高性能的碳纖維,其生產工藝較其它方法簡單力學性能優良,自20世紀60年代后在碳纖維工業發展良好。
聚丙烯腈基碳纖維的生產主要包括原絲生產和原絲碳化兩個過程。
原絲生產過程主要包括聚合、脫泡、計量、噴絲、牽引、水洗、上油、烘干收絲等工序。
碳化過程主要包括放絲、預氧化、低溫碳化、高溫碳化、表面處理、上漿烘干、收絲卷繞等工序。
PAN基碳纖維的制備
聚丙烯腈碳纖維是以聚丙烯腈纖維為原料制成的碳纖維,主要作復合材料用增強體。無論均聚或共聚的聚丙烯腈纖維都能制備出碳纖維。為了制造出高性能碳纖維并提高生產率,工業上常采用共聚聚丙烯腈纖維為原料。對原料的要求是:雜質、缺陷少;細度均勻,并越細越好;強度高,毛絲少;纖維中鏈狀分子沿纖維軸取向度越高越好,通常大于80%;熱轉化性能好。
生產中制取聚丙烯腈纖維的過程是:先由丙烯腈和其他少量第二、第三單體(丙烯酸甲醋、甲叉丁二脂等)共聚生成共聚聚丙烯腈樹脂(分子量高于 6到8萬),然后樹脂經溶劑(硫氰酸鈉、二甲基亞礬、硝酸和氯化鋅等)溶解,形成粘度適宜的紡絲液,經濕法、干法或干濕法進行紡絲,再經水洗、牽伸、干燥和熱定型即制成聚丙烯腈纖維。若將聚丙烯腈纖維直接加熱易熔化,不能保持其原來的纖維狀態。制備碳纖維時,首先要將聚丙烯腈纖維放在空氣中或其他氧化性氣氛中進行低溫熱處理,即預氧化處理。預氧化處理是纖維碳化的預備階段。一般將纖維在空氣下加熱至約270℃,保溫0.5h到3h,聚丙烯腈纖維的顏色由白色逐漸變成黃色、棕色,最后形成黑色的預氧化纖維。是聚丙烯腈線性高分子受熱氧化后,發生氧化、熱解、交聯、環化等一系列化學反應形成耐熱梯型高分子的結果。再將預氧化纖維在氮氣中進行高溫處理1600℃的碳化處理,則纖維進一步產生交聯環化、芳構化及縮聚等反應,并脫除氫、氮、氧原子,最后形成二維碳環平面網狀結構和層片粗糙平行的亂層石墨結構的碳纖維。
由PAN原絲制備碳纖維的工藝流程如下:PAN原絲→預氧化→碳化→石墨化→表面處理→卷取→碳纖維。
第一、原絲制備,聚丙烯腈和粘膠原絲主要采用濕法紡絲制得,瀝青和酚醛原絲則采用熔體紡絲制得。制備高性能聚丙烯腈基碳纖維需采用高純度、高強度和質量均勻的聚丙烯腈原絲,制備原絲用的共聚單體為衣康酸等。制備各向異性的高性能瀝青基碳纖維需先將瀝青預處理成中間相、預中間相(苯可溶各向異性瀝青)和潛在中間相(喹啉可溶各向異性瀝青)等。作為燒蝕材料用的粘膠基碳纖維,其原絲要求不含堿金屬離子。
第二、預氧化(聚丙烯腈纖維200到300℃)、不融化(瀝青200到400℃)或熱處理(粘膠纖維240℃),以得到耐熱和不熔的纖維,酚醛基碳纖維無此工序。
第三、碳化,其溫度為:聚丙烯腈纖維1000到1500℃,瀝青1500到1700℃,粘膠纖維400到2000℃。
第四、石墨化,聚丙烯腈纖維為2500到3000℃,瀝青2500到2800℃,粘膠纖維3000到3200℃。
第五、表面處理,進行氣相或液相氧化等,賦予纖維化學活性,以增大對樹脂的親和性。
第六、上漿處理,防止纖維損傷,提高與樹脂母體的親和性。所得纖維具有各種不同的斷面結構。 世界碳纖維產量達到每年4萬噸以上,全世界主要是日本美國德國以及韓國等少數國家掌握了碳纖維生產的核心技術,并且有規?;笊a。
當前,全球碳纖維核心技術被牢牢掌控在少數發達國家手中。一方面,以美日為首的發達國家始終保持著對中國碳纖維行業嚴格的技術封鎖;另一方面,國外碳纖維行業領先企業開始進入中國市場,中國本土碳纖維企業的壓力大增。雖然中國加大了對碳纖維行業的引導和扶持力度,但在較大的技術差距下,國產碳纖維的突圍之路仍然坎坷。 中國對碳纖維的研究開始于20世紀60年代,80年代開始研究高強型碳纖維。多年來進展緩慢,但也取得了一定成績。進入21世紀以來發展較快,安徽率先引進了500噸每年原絲、200噸每年PAN基碳纖維,使中國碳纖維工業進入了產業化。隨后一些地方相繼加入碳纖維生產行列。
從2000年開始中國碳纖維向技術多元化發展,放棄了原來的硝酸法原絲制造技術,采用以二甲基亞砜為溶劑的一步法濕法紡絲技術獲得成功。利用自主技術研制的少數國產T700碳纖維產品已經達到國際同類產品水平。隨著中國對碳纖維的需求量日益增長,碳纖維已被列為國家化纖行業重點扶持。2005年全球碳纖維市場僅為9億美元,而2013年達到100億美元,預計到2022年有望達到400億美元,碳纖維復合材料的應用也將進入全新的時代。中國碳纖維產業化采取自主開發和引進相結合的道路,到“十一五“末期基本實現了相當于日本T300的國產碳纖維規模生產線,并且有一些企業已形成了T700以上水平的百噸生產線。
2011年中國碳纖維市場規模達到6811噸,然而,受供應不足的影響,國內碳纖維市場發展相對較為緩慢,預計未來幾年,隨著供應量的提升,中國碳纖維行業的需求量也將保持著較快速度的增長。
技術的落后直接導致中國碳纖維產品質量與進口產品之間的明顯差距,也極大地限制了國產碳纖維產品在高端領域的應用。有數據顯示,中國碳纖維產品在應用上集中于低端領域,在碳纖維質量要求較高的航空航天領域的應用比例僅為3%,遠遠沒達到國際上碳纖維行業在航空航天領域應用占比的平均水平;而在質量要求相對較低的運動休閑用品領域,碳纖維的應用比例卻高達80%左右,四倍于國際上碳纖維在運動休閑用品領域應用的平均水平。但國產碳纖維落后的技術卻制約著中國碳纖維行業健康穩健發展。
中國高性能碳纖維都依賴進口,日本的碳纖維產量更是占全球市場份額的60%。2016年2月15日,中國突破日本管制封鎖研制出高性能碳纖維。
碳纖維怎么制作?
碳纖維材料是用碳布一層層包裹,每層之間有粘膠,先在200-300℃的空氣中進行預氧化,然后在惰性氣體保護下用1000℃左右的高溫完成碳化,最后加熱到1500-3000℃成碳纖維。粘膠是有毒的,另外碳纖維碎屑非常細,吸入肺部嚴重影響健康,不建議自己搞這個玩意兒
碳纖維(carbon fiber)是一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成,經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維“外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。
碳纖維制作教程求機出操作技術
第一步:拆
把需要包覆的物品從車上或者其他結構上拆下來,然后在需要粘貼的表面上用200-400目的砂紙打磨粗糙且上面無附著物,方可進行下一步(注意在無水漬的情況下刷膠或貼布)。把不需要做的地方用美紋紙貼好以免粘到膠。
第二步:裁布
把物件放在布上,邊緣處超出物件5厘米左右便可裁剪,裁剪時注意粘貼美紋紙,可防止碳布松散(在美紋紙的中間剪開)。
第三步:刷底膠
底膠的作用就是讓物品構件和碳纖維結合且不漏底好處,我司打底膠配比是1:1,注意是重量比,黑色的是主劑,米黃色的是固化劑(一定要按重量1:1配比,如果固化劑不足就會引起膠體長時間不會固化),膠配置好了之后,讓膠靜置5-10分鐘(消除氣泡),刷的時候注意刷薄一點(0.5mm),邊緣位置可以稍微多點,這樣便于閉合。
第四步:貼布
待膠體未固化且呈指觸有膠帶拉力的情況下貼布(大概是半個小時后),把裁剪好的布輕輕的放在刷好膠的位置上面,調整吻合整個物件之后,用掌心輕輕壓實,注意不要用其他方法(容易變形),待碳布都壓實之后,用美紋紙貼住邊緣位置往物件背后貼,以防止邊緣位置翹邊,然后用家用保鮮膜把整個物件包裹起來,等2h左右底膠初步固化。
第五步:刷面膠
面膠就是表面發亮的那層膠體,我司面膠配比是(重量比)2:1,主劑是透明色,固化劑是淺黃色,混合之后呈透明狀,請仔細閱讀瓶身標簽,配膠攪拌后等五分鐘待氣泡消退,刷第一層面膠的時候注意刷薄一點,所以第一次配膠一定要少量配置,一般配比正確的情況下,第一層面膠會在氣溫25°的2-3h左右固化,待第一層面膠固化后就可以裁邊了,把多余的碳布裁下,裁完后就可以等面膠完全固化了開始刷第二層膠。第二層面膠固化后用240目砂紙打磨至啞光然后修邊,繼續刷膠三層或者四層(間隔時間45分鐘左右,氣溫25°的情況下)都可以在之后的幾個小時內完成,無需等面膠完全固化之后再刷下一層,平面物件四遍,弧面5-6遍面膠。注意:面膠完全固化需要在氣溫25°時間8-12小時(正常配比才是這個固化時間),如果您的膠配比時固化劑未達正常比例的情況下是很難固化的,必須在膠未完全固化之前刷下一層,不然會導致分層。
第六步:打磨
面膠完全固化了這個時候就可以開始打磨工作了,先用240目砂紙把刷有面膠的位置打磨至啞光狀(找平),之后用600-800目砂紙精細,去除粗糙感,注意不要磨到碳布,打磨至平整。(如果出現氣泡孔打磨不掉建議多刷層膠再打磨、)
第七步:拋光
沾水用1000-2000目砂紙打磨至光滑,然后抹上研磨膏,用棉布仔細擦拭,這個時候就可以看漂亮的質感了,用干凈的棉布把物件的研磨膏檫掉再拿洗潔精用水洗掉物件的研磨膏,用手洗即可不要拿粗糙的布洗。
等曬干后再繼續下個步驟,這時候就會出現啞光質感的。(汽車店的請省略以下倆點)
第八步:噴光油
噴光油前搖晃均勻(1分鐘左右),噴光油的時候要跟物件保持一定距離(20cm-30cm),噴薄會有顆粒感、噴多會流動導致不平,可以多練練,噴完第一遍等十幾分鐘噴第二遍,8小時之后就會干這時候表面就會很亮,但是注意diy光油不比烤漆,噴完光油一星期內不要磕碰到,否則就會留痕,由于是DIY產品,切勿跟網上的圖片專業師傅做出來的產品進行對比,手工活因人而異,光油畢竟是diy的比較簡單,效果不滿足的建議可以到汽車店加烤漆噴清漆(以上教程僅供參考)。
注意事項:
如果是在低于20℃的環境下工作請按以下步驟來執行:
1、在瓶子里攪拌均勻。
2、將樹脂連帶膠瓶一起用熱水加熱。
3、先小量調試膠液,確保無問題。
4、如正常配比無錯誤,出現未固化現象,請重新調配,底膠(A)1:(B)1.1,面膠(A)2:(B)1.2,如重新調配后還未在固化時間范圍內固化,請聯系客服。
5、用烤箱或者烘烤器可進行遠距離加熱,50℃內,距離50cm以上,可加速固化。
碳纖維是什么材料?碳纖維制作工藝要點?
對于碳纖維很多人都是比較陌生的,因為根本不知道這是什么東西,但是對于正在使用碳纖維的人來說,想要更進一步的了解它的真實情況,而且還的陌生陌生就必須首先來了解一下有關于碳纖維是什么材料?碳纖維制作工藝要點?
對于 碳纖維 很多人都是比較陌生的,因為根本不知道這是什么東西,但是對于正在使用碳纖維的人來說,想要更進一步的了解它的真實情況,而且還的陌生陌生就必須首先來了解一下有關于碳纖維是什么材料?碳纖維制作工藝要點?
?一,碳纖維材料介紹
?碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維,不同種類的碳纖維其含碳量也不一樣,一般在90%以上。一般碳素材料的特性是碳纖維具有的,如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等,但不同于一般碳素材料的是,其有顯著的各向異性的外形,柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現出很高的 強度 。碳纖維比重小,因此有很高的比強度。
?二,碳纖維材料的特點
?1、物理結構與化學特性是前面為直徑6微米的碳纖維與后面人類 頭發 的比較每一根碳纖維由數千條更微小的碳纖維所組成,直徑大約5至8微米;
?2、在原子層面的碳纖維跟石墨很相近,是由一層層以六角型排列的碳原子所構成;
?3、一般碳纖維的密度為1750 kg/m3。
?4、導熱能力高但傳電能力低,碳纖維的比熱容量亦比銅低;
?5、當加熱的時候,碳纖維會變厚而短;
?6、雖然碳纖維的天然顏色是黑色,但可以把它染上不同的顏色。
?三,碳纖維材料的用途
?碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。傳統使用中碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、 陶瓷 、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。
?碳纖維制作工藝要點?
?1、雜質缺陷少化,這是提高碳纖維拉伸強度的根本措施,也是科技工作者研究的熱門課題。在某種意義上說,提高強度的過程實質上就是減少、減小缺陷的過程。
?2、研究高溫技術和高溫設備以及相關的重要構件。高溫炭化溫度一般在1300到1800℃,石墨化一般在2500到3000℃。在如此高的溫度下操作,既要連續運行、又要提高設備的使用壽命,所以研究新一代高溫技術和高溫設備就顯得格外重要。如在惰性氣體保護、無氧狀態下進行的微波、等離子和感應加熱等技術。
?3、實現原絲高純化、高強化、致密化以及表面光潔無暇是制備高性能碳纖維的首要任務。碳纖維系統工程需從原絲的聚合單體開始。原絲質量既決定了碳纖維的性質,又制約其生產成本。PAN原絲是制造高性能碳纖維的首要必備條件。
4、在預氧化過程中,保證均質化的前提下,盡可能縮短預氧化時間。這是降低生產成本的方向性課題。
以上介紹了有關于碳纖維是什么材料?碳纖維制作工藝要點?面對這樣的問題,我們一般要注意的是在選擇上有一定的技巧和方法。再者我們在購買時,一定要看清一些產品的防偽標志,不要被一些無良的售賣者所欺騙,引起沒有必要的麻煩設計。
碳纖維如何加工
現代碳纖維產業化的途徑是前體纖維碳化工藝。用這三種原纖維生產碳纖維的工藝包括穩定化處理(200-400攝氏度的空氣,或用耐火試劑進行化學處理)、碳化(400-1400攝氏度,氮)和石墨化(1800攝氏度以上,在氬氣氛中)。為了提高碳纖維與復合材料基體的結合性能,需要進行表面處理、上漿和干燥等工藝。
另一種制造碳纖維的方法是氣相生長。在催化劑存在下,甲烷和氫氣的混合物在1000度時可以發生反應。生產最大長度為50cm的不連續短碳纖維。其結構不同于聚丙烯腈基或瀝青基碳纖維。易石墨化,力學性能好,導電率高,形成層間化合物。
擴展資料:
碳纖維的發展:
20世紀90年代初,高性能和超高性能碳纖維問世。預計未來的工作將致力于改進工藝、擴大生產、降低成本和開發應用程序。一些特殊的碳纖維,如抗氧化碳纖維(提高復合材料的使用溫度)、低纖維碳纖維(制作0.035mm超薄預浸帶)。
高導熱性和低電阻碳纖維(滿足屏蔽電磁和射頻干擾,并釋放多余熱量)、低熱膨脹系數碳纖維(用于衛星天線系統、鏡子等)、中空碳纖維(用于飛機制造)工業上,提高復合材料、核反應堆高溫過濾介質的沖擊韌性)。
隨著科學和工程的發展,生物大分子血清和血漿介質的分離和活性炭纖維將得到極大的發展。在不久的將來,氣相生長碳纖維的連續生產將取得顯著進展,工業化的日期也不會太遠。
參考資料來源:百度百科—碳纖維
碳纖維怎么制作的?
碳纖維是一種纖維狀碳材料。它是一種強度比鋼碳纖維件制作的大、密度比鋁的小、比不銹鋼還耐腐蝕、比耐熱鋼還耐高溫、又能像銅那樣導電碳纖維件制作,具有許多寶貴的電學、熱學和力學性能的新型材料。用碳纖維與塑料制成的復合材料所做的飛機不但輕巧,而且消耗動力少,推力大,噪音??;用碳纖維制電子計算機的磁盤,能提高計算機的儲存量和運算速度;用碳纖維增強塑料來制造衛星和火箭等宇宙飛行器,機械強度高,質量小,可節約大量的燃料。目前,人們還不能直接用碳或石墨來抽成碳纖維,只能采用一些含碳的有機纖維(如尼龍絲、腈綸絲、人造絲等)做原料,將有機纖維跟塑料樹脂結合在一起,放在稀有氣體的氣氛中,在一定壓強下強熱炭化而成 碳纖維是纖維狀的碳材料,其化學組成中含碳量在90%以上。由于碳的單質在高溫下不能熔化(在3800K以上升華),而在各種溶劑中都不溶解,所以迄今無法用碳的單質來制碳纖維。 碳纖維可通過高分子有機纖維的固相碳化或低分子烴類的氣相熱解來制取。上前世界上產生的銷售的碳纖維絕大部分都是用聚丙烯腈纖維的固相碳化制得的。其產生的步驟為A預氧化:在空氣中加熱,維持在200-300度數十至數百分鐘。預氧化的目的為使聚丙烯腈的線型分子鏈轉化為耐熱的梯型結構,以使其在高溫碳化時不熔不燃而保持纖維狀態。B碳化:在惰性氣氛中加熱至1200-1600度,維持數分至數十分鐘,就可生成產品碳纖維;所用的惰性氣體可以是高純的氮氣、氬氣或氦氣,但一般多用高純氮氣。C石墨化:再在惰性氣氛(一般為高純氬氣)加熱至2000-3000度,維持數秒至數十秒鐘;這樣生成的碳纖維也稱石墨纖維。 碳纖維有極好的纖度(纖度的表示法之一是9000米長的纖維的克數),一般僅約為19克;拉力高達300KG/MM2;還有耐高溫、耐腐蝕、導電、傳熱、彭脹系數小等一系列優異性能。目前幾乎沒有其他材料像碳纖維那樣具有那么多的優異性能。 目前,碳纖維主要是制成碳纖維增強塑料來應用。這種增強塑料比鋼、玻璃鋼更優越,用途非常廣泛,如制造火箭、宇宙飛船等重要材料;制造噴氣式發動機;制造耐腐蝕化工設備等。 羽毛球:現在大部分羽毛球拍桿由碳纖維制成。 【碳纖維 】 carbon fibre 含碳量高于90%的無機高分子纖維 。其中含碳量高于99%的稱石墨纖維。碳纖維的軸向強度和模量高,無蠕變,耐疲勞性好,比熱及導電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數小,耐腐蝕性好,纖維的密度低,X射線透過性好。但其耐沖擊性較差,容易損傷,在強酸作用下發生氧化,與金屬復合時會發生金屬碳化、滲碳及電化學腐蝕現象。因此,碳纖維在使用前須進行表面處理 碳纖維可分別用聚丙烯腈纖維、瀝青纖維、粘膠絲或酚醛纖維經碳化制得;按狀態分為長絲、短纖維和短切纖維;按力學性能分為通用型和高性能型 。通用型碳纖維強度為1000兆帕(MPa)、模量為100GPa左右。高性能型碳纖維又分為高強型(強度2000MPa、模量250GPa)和高模型(模量300GPa以上)。強度大于4000MPa的又稱為超高強型;模量大于450GPa的稱為超高模型。隨著航天和航空工業的發展,還出現碳纖維件制作了高強高伸型碳纖維,其延伸率大于2%。用量最大的是聚丙烯腈基碳纖維。 碳纖維可加工成織物、氈、席、帶、紙及其他材料。碳纖維除用作絕熱保溫材料外,一般不單獨使用,多作為增強材料加入到樹脂、金屬、陶瓷、混凝土等材料中,構成復合材料。碳纖維增強的復合材料可用作飛機結構材料、電磁屏蔽除電材料、人工韌帶等身體代用材料以及用于制造火箭外殼、機動船、工業機器人、汽車板簧和驅動軸等。 碳纖維 由聚丙烯腈纖維、瀝青纖維或粘膠維等經氧化、炭化等過程制得的含碳量為90%以上的纖維..
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