Karbon lifi: xassələri, fotoşəkili, alınması, istifadəsi

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Qabaqcıl sənaye və tikinti bu yaxınlarda bir çox prinsipial yeni texnologiyalara yiyələnib, onların əksəriyyəti innovativ materiallarla bağlıdır. Adi bir istifadəçi bu prosesin təzahürünü kompozitlərin daxil olduğu tikinti materialları nümunəsində görə bilər. Həmçinin avtomobil sənayesində idman avtomobillərinin performansını artıran karbon elementləri tətbiq edilir. Və bu, karbon lifinin istifadə edildiyi bütün sahələr deyil. Bu komponentin əsası karbon lifləridir, fotoşəkili aşağıda təqdim olunur. Əslində, yeni nəsil kompozitlərin unikallığı və aktiv yayılması üstün texniki və fiziki keyfiyyətlərdədir.

İstehsal texnologiyası

Materialın istehsalı üçün xammal təbii və ya üzvi mənşəli kimyəvi liflər şəklində istifadə olunur. Bundan əlavə, xüsusi emal nəticəsində orijinal iş parçasından yalnız karbon atomları qalır. Əsas təsir qüvvəsi temperaturdur. Texnoloji proses istilik müalicəsinin bir neçə mərhələsinin həyata keçirilməsini nəzərdə tutur. Birinci mərhələdə, ilkin struktur 250 ° C-ə qədər olan temperatur şəraitində oksidləşir. NövbətidəMərhələdə karbon liflərinin istehsalı karbonlaşma proseduruna keçir, bunun nəticəsində material 1500 ° C-ə qədər yüksək temperaturda azot mühitində qızdırılır. Beləliklə, qrafitebənzər struktur əmələ gəlir. Bütün istehsal prosesi 3000 °C-də qrafitləşmə şəklində son müalicə ilə tamamlanır. Bu mərhələdə liflərdə təmiz karbonun miqdarı 99%-ə çatır.

Karbon lifi harada istifadə olunur?

Əgər populyarlaşmanın ilk illərində material yalnız yüksək ixtisaslaşdırılmış sahələrdə istifadə olunurdusa, bu gün bu kimyəvi lifin istifadə olunduğu istehsalın genişlənməsi müşahidə olunur. Material olduqca plastikdir və istismar imkanları baxımından heterojendir. Yüksək ehtimalla bu cür liflərin əhatə dairəsi genişlənəcək, lakin bu gün bazarda material təqdimatının əsas növləri formalaşmışdır. Xüsusilə, tikinti sənayesi, tibb, elektrotexnika, məişət texnikası istehsalı və s. sahələri qeyd edə bilərik. İxtisaslaşmış sahələrə gəldikdə isə, karbon liflərindən istifadə təyyarə avadanlığı, tibbi elektrodlar və radar uducu materialların istehsalçıları üçün hələ də aktualdır.

İstehsal formaları

İlk növbədə bunlar istiliyədavamlı toxuculuq məhsullarıdır ki, onların arasında parçalar, saplar, trikotaj, keçə və s. fərqləndirilə bilər. Daha texnoloji istiqamət kompozitlərin istehsalıdır. Bəlkə də bu, karbon lifinin seriyalı istehsal üçün məhsullar üçün əsas kimi təmsil olunduğu ən geniş seqmentdir.istehsal. Xüsusilə, bunlar aqressiv mühitlərdə işləyən yataklar, istiliyədavamlı qurğular, hissələr və müxtəlif elementlərdir. Əsasən kompozitlər avtomobil bazarına yönəlib, lakin tikinti sənayesi də bu kimyəvi lif istehsalçılarının yeni təkliflərini nəzərə almağa hazırdır.

Material xassələri

Materialın alınması texnologiyasının xüsusiyyətləri liflərin performansında öz izini qoydu. Nəticədə, yüksək istilik sabitliyi bu cür məhsulların strukturunun əsas fərqləndirici xüsusiyyətinə çevrilmişdir. Termal təsirlərə əlavə olaraq, material kimyəvi aqressiv mühitlərə də davamlıdır. Doğrudur, qızdırılan zaman oksidləşmə prosesində oksigen varsa, bu, liflərə zərərli təsir göstərir. Lakin karbon lifinin mexaniki gücü sərt və zədələnməyə davamlı hesab edilən bir çox ənənəvi materiallarla rəqabət apara bilər. Bu keyfiyyət xüsusilə karbon məhsullarında özünü göstərir. Müxtəlif məhsulların texnoloqları arasında tələbat olan başqa bir xüsusiyyət udma qabiliyyətidir. Aktiv səthə görə bu lif səmərəli katalitik sistem hesab edilə bilər.

İstehsalçılar

Seqmentdə liderlər Amerika, Yaponiya və Almaniya şirkətləridir. Bu sahədə rus texnologiyaları son illərdə praktiki olaraq inkişaf etməyib və hələ də sovet dövrünün inkişaflarına əsaslanır. Bu günə qədər, yarısıDünyada istehsal olunan liflər Yaponiyanın Mitsubishi, Kureha, Teijin və başqa şirkətlərinin payına düşür, digər hissəsi isə almanlar və amerikalılar arasında bölünür. Məsələn, ABŞ tərəfi Cytec, Almaniyada isə karbon lifi SGL tərəfindən istehsal olunur. Bir müddət əvvəl Tayvanın Formosa Plastics şirkəti bu sahədə liderlər siyahısına daxil oldu. Yerli istehsala gəlincə, kompozitlərin inkişafı ilə yalnız iki şirkət məşğul olur - Arqon və Ximvolokno. Eyni zamanda, Belarus və Ukrayna sahibkarları karbon lifinin kommersiya istifadəsi üçün yeni boşluqları mənimsəyərək son illərdə mühüm nailiyyətlər əldə ediblər.

Karbon liflərinin gələcəyi

Bəzi CFRP növləri tezliklə öz orijinal strukturunu milyonlarla il saxlaya bilən məhsulların istehsalına imkan verəcəyi üçün bir çox ekspertlər bu cür məhsulların həddindən artıq istehsalını proqnozlaşdırırlar. Buna baxmayaraq, maraqlı şirkətlər texnoloji təkmilləşdirmələr yarışını davam etdirirlər. Və bu, əsasən əsaslandırılır, çünki karbon liflərinin xüsusiyyətləri ənənəvi materialların xüsusiyyətlərindən üstündür. Güc və istilik müqavimətini xatırlamaq kifayətdir. Bu üstünlüklərə əsaslanaraq tərtibatçılar yeni inkişaf sahələrini araşdırırlar. Materialın tətbiqi, çox güman ki, yalnız ixtisaslaşdırılmış sahələri deyil, həm də kütləvi istehlakçıya yaxın sahələri əhatə edəcəkdir. Məsələn, adi plastik, alüminium və ağac elementləri bir sıra performans keyfiyyətlərinə görə adi materialları üstələyən karbon lifi ilə əvəz edilə bilər.

Nəticə

Bir çox amillər innovativ süni lifin geniş yayılmasına mane olur. Ən əhəmiyyətlilərindən biri yüksək qiymətdir. Karbon lifi istehsal üçün yüksək texnoloji avadanlıqların istifadəsini tələb etdiyindən, hər şirkətin onu əldə etmək imkanı yoxdur. Ancaq bu, ən vacib şey deyil. Fakt budur ki, bütün istehsalçılar məhsulun keyfiyyətində belə köklü dəyişikliklərlə maraqlanmırlar. Beləliklə, infrastrukturun bir elementinin dayanıqlığını artırarkən, istehsalçı həmişə bitişik komponentlərdə oxşar yeniləmə həyata keçirə bilməz. Nəticə yeni texnologiyaların bütün nailiyyətlərini ləğv edən balanssızlıqdır.