Нахи карбон, ки ҳамчун подшоҳи маводи нав дар асри 21 маъруф аст, марвориди дурахшон дар мавод аст.Нахи карбон (CF) як навъ нахи ғайриорганикӣ мебошад, ки дорои зиёда аз 90% карбон аст.Нахҳои органикӣ (дар асоси вискоза, қатрон, полиакрилонитрил ва ғ.) дар ҳарорати баланд пиролиз карда, карбонизатсия мешаванд, то устухони карбонро ба вуҷуд оранд.
Ҳамчун насли нави нахи мустаҳкам, нахи карбон дорои хосиятҳои хуби механикӣ ва химиявӣ мебошад.Он на танҳо хусусиятҳои хоси маводи карбон дорад, балки нармӣ ва коркарди нахи нассоҷӣ низ дорад.Аз ин рӯ, он дар соҳаи кайҳонӣ, таҷҳизоти энергетикӣ, нақлиёт, варзиш ва фароғат васеъ истифода мешавад.
Вазни сабук: ҳамчун маводи нави стратегӣ бо иҷрои аъло, зичии нахи карбон тақрибан бо нахи магний ва бериллий баробар аст, камтар аз 1/4 аз пӯлод.Истифодаи композитсияи нахи карбон ҳамчун маводи сохторӣ метавонад вазни сохториро 30% - 40% кам кунад.
Қувваи баланд ва модули баланд: қувваи хоси нахи карбон аз пӯлод 5 маротиба ва аз хӯлаи алюминий 4 маротиба зиёдтар аст;Модули хоси дигар масолехи конструк-торй 1,3—12,3 баробар зиёд аст.
Коэффисиенти васеъшавии хурд: коэффисиенти васеъшавии гармии аксари нахҳои карбон дар ҳарорати хонагӣ манфӣ аст, 0 дар 200-400 ℃ ва танҳо 1,5 дар камтар аз 1000 ℃ × 10-6 / К, васеъ кардан ва деформатсия кардан аз сабаби кори баланд осон нест. ҳарорат.
Муқовимати хуби зангзании кимиёвӣ: нахи карбон дорои мазмуни баланди карбон аст ва карбон яке аз устувортарин унсурҳои кимиёвӣ мебошад, ки дар натиҷа кори хеле устувори он дар муҳити кислота ва сілтӣ мебошад, ки метавонад ба ҳама намуди маҳсулоти кимиёвии зидди зангзанӣ табдил ёбад.
Муқовимат ба хастагӣ: сохтори нахи карбон устувор аст.Тибқи омори шабакаи полимерӣ, пас аз миллионҳо давраҳои санҷиши хастагии стресс, сатҳи нигоҳдории қувват дар таркиб то ҳол 60% -ро ташкил медиҳад, дар ҳоле ки пӯлод 40%, алюминий 30% ва пластикаи мустаҳкамшудаи нахи шиша танҳо 20% аст. % - 25%.
Композитсияи нахи карбон аз нав мустаҳкам кардани нахи карбон аст.Гарчанде ки нахи карбонро танҳо истифода бурдан мумкин аст ва вазифаи мушаххасро иҷро мекунад, дар ниҳоят он маводи шикаста аст.Танҳо вақте ки он бо маводи матритса барои ташаккули композитсияи нахи карбон муттаҳид карда мешавад, он метавонад ба хосиятҳои механикии он беҳтар бозӣ кунад ва бори бештар бардорад.
Нахҳои карбонро аз рӯи андозаҳои гуногун тасниф кардан мумкин аст, аз қабили навъи прекурсор, усули истеҳсол ва иҷроиш
Аз рӯи намуди прекурсорҳо: полиакрилонитрилӣ (Пан) асоси, қатронӣ (изотропӣ, мезофаза);Асоси вискоза (асоси селлюлоза, асоси район).Дар байни онҳо нахи карбон дар асоси полиакрилонитрил (Пан) мавқеи асосиро ишғол мекунад ва ҳосили он зиёда аз 90% нахи карбонро ташкил медиҳад, дар ҳоле ки нахи карбон дар асоси вискоза камтар аз 1% -ро ташкил медиҳад.
Мувофиқи шароит ва усулҳои истеҳсолӣ: нахи карбон (800-1600 ℃), нахи графит (2000-3000 ℃), нахи карбон фаъол, нахи карбон дар буғ парвариш карда мешавад.
Аз рӯи хосиятҳои механикӣ, он метавонад ба намуди умумӣ ва навъи баланд-иҷрои тақсим: қувват нахи карбон навъи умумии тақрибан 1000MPa аст, ва модули тақрибан 100GPa аст;Навъи иҷрои баландро метавон ба навъи қувваи баланд (қувваи 2000 мПа, модули 250 гпа) ва модели баланд (модули 300 гпа ё бештар) тақсим кард, ки дар байни онҳо қувват аз 4000 мпа зиёд аст, инчунин навъи қувваи ултра баланд номида мешавад ва модули аз 450 гпа бузургтар аст. модели ултра-баланд номида мешавад.
Аз рӯи андозаи кашолакунӣ, он метавонад ба кашори хурд ва кашолаи калон тақсим карда шавад: нахи карбонҳои хурд асосан дар марҳилаи ибтидоӣ 1К, 3К ва 6К мебошад ва тадриҷан ба 12К ва 24К табдил ёфт, ки асосан дар кайҳон, варзиш истифода мешавад. ва майдонхои истирохат.Нахҳои карбон аз 48К боло одатан нахҳои карбонии калон, аз ҷумла 48К, 60К, 80К ва ғайра номида мешаванд, ки асосан дар соҳаҳои саноатӣ истифода мешаванд.
Қувваи кашиш ва модули кашиш ду нишондиҳандаи асосӣ барои арзёбии хосиятҳои нахи карбон мебошанд.Дар асоси ин, Чин стандарти миллии нахи карбон дар асоси PAN (GB / t26752-2011) дар соли 2011 эълон кард. Дар айни замон, аз сабаби бартарии мутлақи пешбари Торай дар саноати ҷаҳонии нахи карбон, аксари истеҳсолкунандагони ватанӣ инчунин стандарти таснифоти Торайро қабул мекунанд. ҳамчун истинод.
1.2 монеаҳои баланд арзиши иловагии баланд меорад.Такмили раванд ва ба амал баровардани истеҳсоли оммавӣ метавонад арзиши аслии онро хеле кам кунад ва самаранокии онро баланд бардорад
1.2.1 монеаи техникии саноат баланд аст, истеҳсоли прекурсорҳо аслӣ ва карбонизатсия ва оксидшавӣ калид аст
Процесси истехсоли нахи карбон мураккаб буда, техника ва технологияи баландро талаб мекунад.Назорати дакик, харорат ва вакти кори хар як звено ба сифати махсулоти нихой таъсири калон мерасонад.Нахи карбон полиакрилонитрилӣ дар айни замон аз сабаби раванди нисбатан соддаи омодасозии он, арзиши пасти истеҳсолот ва партовҳои қулайи се партов ба таври васеъ истифодашаванда ва баландтарин нахи карбон табдил ёфтааст.Пропани ашёи хоми асосиро аз нафти хом сохтан мумкин аст ва занҷири саноати нахи карбон PAN раванди пурраи истеҳсолиро аз энергияи аввалия то истифодаи терминал дар бар мегирад.
Пас аз тайёр кардани пропан аз нафти хом, пропилен тавассути дегидрогенизатсияи селективии каталитикӣ (PDH) пропан ба даст омад;
Акрилонитрил бо рохи амоксидкунии пропилен ба даст оварда шуд.Прекурсори полиакрилонитрил (Пан) бо роҳи полимеризатсия ва ресандагии акрилонитрил ба даст оварда шуд;
Polyacrylonitril аст, пешакӣ oxidized, carbonized дар ҳарорати паст ва баланд ба даст нахи карбон, ки мумкин аст ба матоъ нахи карбон ва prepreg нахи карбон барои истеҳсоли composites нахи карбон дод;
Нахи карбон бо қатрон, сафол ва дигар маводҳо омехта карда, композитҳои нахи карбонро ташкил медиҳанд.Ниҳоят, маҳсулоти ниҳоӣ барои барномаҳои поёноб тавассути равандҳои гуногуни шаклсозӣ ба даст оварда мешаванд;
Сифат ва сатҳи кори прекурсор бевосита иҷрои ниҳоии нахи карбонро муайян мекунад.Бинобар ин, баланд бардоштани сифати махлули ресандагӣ ва оптимизатсияи омилҳои ташаккули прекурсорҳо нуктаҳои асосии тайёр кардани нахи карбонӣ мебошанд.
Мувофиқи «Таҳқиқи раванди истеҳсоли пешгузаштаи нахи карбон дар асоси полиакрилонитрил» раванди ресандагӣ асосан се категорияро дар бар мегирад: ресандагии тар, ресандагии хушк ва ресандагии тар.Дар айни замон ресандагии тар ва хушки тар асосан барои истеҳсоли пешгузаштаи полиакрилонитрил дар дохил ва хориҷи кишвар истифода мешавад, ки дар байни онҳо ресандагии тар бештар истифода мешавад.
Ресандагии тар аввал аз сӯрохи ресандагӣ маҳлули ресандагӣ хориҷ мешавад ва маҳлули ресандагӣ дар шакли ҷараёни хурд ба ваннаи коагулятсия ворид мешавад.Механизми ресандагии маҳлули ресандагии полиакрилонитрил аз он иборат аст, ки дар байни консентратсияи DMSO дар маҳлули ресандагӣ ва ваннаи коагулятсия фосилаи калон вуҷуд дорад ва дар байни консентратсияи об дар ваннаи коагулятсия ва маҳлули полиакрилонитрил низ фосилаи калон вуҷуд дорад.Дар зери таъсири мутақобилаи ду фарқияти консентратсияи дар боло зикршуда, моеъ ба ду самт паҳн мешавад ва дар ниҳоят тавассути интиқоли масса, интиқоли гармӣ, ҳаракати мувозинати фазавӣ ва дигар равандҳо ба филаментҳо конденсация мешавад.
Дар истеҳсоли прекурсор, миқдори боқимондаи DMSO, андозаи нах, мустаҳкамии монофиламент, модул, дарозӣ, миқдори равған ва камшавии оби ҷӯшон омилҳои калидӣ ба сифати прекурсор таъсир мерасонанд.Миқдори боқимондаи DMSO-ро ҳамчун мисол гирифта, он ба хосиятҳои намоёни прекурсор, ҳолати буриш ва арзиши CV-и маҳсулоти ниҳоии нахи карбон таъсир мерасонад.Микдори бокимондаи DMSO хар кадар кам бошад, самараи махсулот хамон кадар баланд мешавад.Дар истеҳсолот, DMSO асосан бо роҳи шустан хориҷ карда мешавад, бинобар ин чӣ гуна назорат кардани ҳарорати шустан, вақт, миқдори оби шӯршуда ва миқдори давраи шустан як пайванди муҳим мегардад.
Прекурсори полиакрилонитрили баландсифат бояд дорои хусусиятҳои зерин бошад: зичии баланд, кристаллии баланд, қувваи мувофиқ, буриши даврашакл, нуқсонҳои камтари ҷисмонӣ, сатҳи ҳамвор ва сохтори яксон ва зиччи пӯст.
Назорати ҳарорати карбонизатсия ва оксидшавӣ муҳим аст.Карбонизатсия ва оксидшавӣ як қадами муҳим дар истеҳсоли маҳсулоти ниҳоии нахи карбон аз прекурсор мебошад.Дар ин марҳила, дақиқӣ ва диапазони ҳарорат бояд дақиқ назорат карда шавад, дар акси ҳол, қувваи кашиши маҳсулоти нахи карбон ба таври назаррас таъсир мерасонад ва ҳатто ба шикастани сим оварда мерасонад.
Пеш аз оксидшавӣ (200-300 ℃): дар ҷараёни пеш аз оксидшавӣ, пешгузаштаи PAN бо истифодаи шиддати муайян дар атмосфераи оксидкунанда оҳиста ва нарм оксид мешавад ва дар асоси занҷири рости пантурк шумораи зиёди сохторҳои ҳалқаро ташкил медиҳад. ба максади тоб овардан ба муоличаи харорати баланд ноил гарданд.
Карбонизатсия (ҳарорати ҳадди аксар на камтар аз 1000 ℃): раванди карбонизатсия бояд дар атмосфераи инертӣ гузаронида шавад.Дар марҳилаи аввали карбонизатсия занҷири панир мешиканад ва реаксияи пайвастшавӣ оғоз меёбад;Бо баланд шудани ҳарорат реаксияи таҷзияи гармӣ ба хориҷ кардани миқдори зиёди газҳои хурди молекулавӣ оғоз карда, сохтори графитӣ ба вуҷуд меояд;Вақте ки ҳарорат боз ҳам баланд шуд, таркиби карбон зуд афзоиш ёфт ва нахи карбон ба вуҷуд омад.
Графитизатсия (ҳарорати табобат аз 2000 ℃): графитизатсия раванди зарурӣ барои истеҳсоли нахи карбон нест, балки як раванди ихтиёрӣ мебошад.Агар модули баланди чандирии нахи карбон дар назар дошта шавад, графитизатсия лозим аст;Агар қувваи баланди нахи карбон интизор шавад, графитизатсия лозим нест.Дар ҷараёни графитизатсия ҳарорати баланд нахро ба сохтори графити таҳияшуда табдил медиҳад ва сохтор бо роҳи кашидани маҳсулоти ниҳоӣ муттаҳид карда мешавад.
Монеаҳои баланди техникӣ ба маҳсулоти поёноб арзиши баланди изофӣ медиҳанд ва арзиши композитҳои авиатсионӣ назар ба абрешими хом 200 маротиба баландтар аст.Аз сабаби душвории баланди тайёр кардани нахи карбон ва раванди мураккаб, маҳсулот чӣ қадаре, ки поёноб бошад, арзиши иловашуда ҳамон қадар зиёд мешавад.Махсусан барои композитҳои баландсифати нахи карбон, ки дар соҳаи аэрокосмос истифода мешаванд, азбаски муштариёни поёноб ба эътимоднокӣ ва устувории он талаботҳои сахт доранд, нархи маҳсулот низ дар муқоиса бо нахи оддии карбон афзоиши чандкаратаи геометриро нишон медиҳад.
Вақти фиристодан: июл-22-2021