definició
Les fibres de carboni d’ordre superior fan referència a fibres de carboni amb una gran resistència a la tracció (superior a 4,5 GPa) i mòdul de tracció alta (superior a 250 GPa). En comparació amb la fibra de carboni ordinària, la fibra de carboni d’alt ordre és d’estructura més densa i té menys defectes, de manera que té millors propietats mecàniques i estabilitat tèrmica.
Característiques de les fibres de carboni de gamma alta
Força alta: La resistència a la tracció de la fibra de carboni d’alt grau és 5-7 vegades la d’acer i més de 10 vegades la de l’aliatge d’alumini.
Mòdul alt: el mòdul de tracció de la fibra de carboni d’alt ordre és 2-3 vegades el d’acer i més de 5 vegades el de l’aliatge d’alumini.
Densitat baixa: La densitat de fibra de carboni d’alt ordre només és 1. 7-2. 0 g/cm³, que és 1/4 d’acer i 1/2 d’aliatge d’alumini.
Resistència a la temperatura alta: Les fibres de carboni d’alt grau poden suportar temperatures elevades per sobre dels 2000 graus en un entorn de gas inert.
Resistència a la corrosió: les fibres de carboni d’alt ordre tenen una excel·lent resistència a la corrosió a medis químics com àcids, àlcalis i sals.
Baix coeficient d’expansió: el coeficient d’expansió tèrmica de les fibres de carboni d’alt ordre és proper a zero i l’estabilitat dimensional és excel·lent en l’entorn dels canvis de temperatura.
Conductivitat elèctrica i tèrmica: les fibres de carboni d’alt grau tenen bones propietats de conductivitat elèctrica i tèrmica i es poden ajustar segons sigui necessari.
El procés de fabricació de fibra de carboni de gamma alta
El procés de fabricació de fibra de carboni d’alt ordre inclou principalment els passos següents:
1
>>
Preparació precursora:
El poliacrilonitril de gran qualitat (PAN) o l’asfalt es selecciona com a matèria primera i el precursor es fa mitjançant la filatura, la redacció i altres processos.
2
>>
Pre-oxidació:
El precursor està pre-oxidat a l’aire a 200-300 grau per reticular la seva estructura molecular per formar una estructura trapezoïdal estable.
3
>>
Carbonització:
El precursor pre-oxidat s’escalfa fins a 1000-1500 en un entorn de gas inert perquè el seu contingut de carboni arribi a més del 90%.
4
>>
Graphitization:
La fibra carbonitzada s’escalfa fins a 2500-3000 en un entorn de gas inert per fer més perfecta la seva estructura de cristal·lit de grafit i millorar el mòdul i la força de la fibra.
5
>>
Tractament superficial:Tractament superficial de les fibres gràfiques per millorar la seva resistència a l’enllaç interfacial amb la matriu de resina.
6
6
Indicadors de rendiment de fibra de carboni d’alt grau
| Mètriques de rendiment | Valor numèric |
| Força de tracció (GPA) | 4.5-7.0 |
| Mòdul de tracció (GPA) | 250-400 |
| Densitat (g/cm 鲁) | 1.7-2.0 |
| Allargament a la pausa (%) | 1.5-2.0 |
| Coeficient d’expansió tèrmica (10 鈦烩伓/k) | -1 |
| Conductivitat tèrmica (w/m 路 k) | 10~20 |
| Resistivitat (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
