¿Cuáles son los componentes de los materiales de fibra de carbono?

Fibra de Carbono: Fabricada con fibra carbonizada tratada con recubrimiento epoxi y tejida con grafito. Sus ventajas son su peso ligero y su alta resistencia a la tracción. De todos los materiales de mango sintéticos de baja densidad, la fibra de carbono es probablemente el más resistente. Sus reflejos inducidos por el carbono son llamativos y su apariencia es futurista. La fibra de carbono también es un material altamente procesado, por lo que generalmente se utiliza en productos de alta gama.

La fibra de carbono es una fibra especial compuesta principalmente por elementos de carbono. Su contenido en carbono varía según los distintos tipos, generalmente por encima del 90%. La fibra de carbono tiene las características de los materiales de carbono generales, como resistencia a altas temperaturas, resistencia a la fricción, conductividad eléctrica, conductividad térmica y resistencia a la corrosión. Sin embargo, a diferencia de los materiales de carbono generales, su forma es significativamente anisotrópica, suave y puede procesarse en varias formas. El tejido presenta una alta resistencia a lo largo del eje de la fibra. La fibra de carbono tiene un peso específico pequeño y por lo tanto tiene una resistencia específica alta.

Tipos de fibra de carbono

Los materiales de fibra que contienen más del 90% de carbono después del tratamiento a alta temperatura se denominan fibras de carbono. Hay muchas formas de clasificar los tipos de fibra de carbono, que se pueden clasificar según la materia prima, las características, la temperatura de procesamiento y la forma. Según las materias primas, se puede dividir en seis tipos: sistema de fibra de celulosa: sistema de rayón y sistema de lignina; sistema de brea (brea) y sistema de fibra de carbono en fase de vapor. Según sus características, se divide en tres tipos: fibra de carbono ordinaria; fibra de carbono de alta resistencia y alto módulo y fibra de carbón activado. La resistencia de la fibra de carbono ordinaria es inferior a 120㎏/㎜2 y el módulo de Young es inferior a 10.000㎏/㎜2. Aquellas con alta resistencia y módulo alto tienen una resistencia superior a 150㎏/㎜2 y el módulo es superior a 150㎏. /㎜2. Se llama cuando el número es superior a 17000㎏/㎜2.

Si se clasifica según la temperatura de procesamiento, se puede dividir en tres tipos: resistente a la inflamación; La fibra de carbono resistente al fuego se puede procesar y calentar a una temperatura de 200-350 °C y se puede utilizar como aislante eléctrico. La fibra de carbono con calidad de carbono se puede procesar y calentar a una temperatura de 500-1500 °C y se puede utilizar; como materiales conductores de electricidad; la fibra de carbono de grafito se puede procesar y calentar a una temperatura de 2000 °C. Además de mejorar la resistencia al calor y la conductividad eléctrica, también tiene propiedades autolubricantes.

Si se clasifican según la forma de los productos de fibra de carbono, se pueden dividir en fibras cortas similares al algodón; fibras continuas similares a filamentos; haces de fibras (fieltros y tejidos largos trenzados, etc.); .

3. Desarrollo de la fibra de carbono

3.1 Fibra de carbono de rayón

La fibra de celulosa Raylene no se derrite cuando se calienta. La fibra de carbono se puede obtener fácilmente calentando en inerte. gas.

3.2 Fibra de carbono de poliacrilonitrilo

El proceso de fabricación de fibra de carbono de poliacrilonitrilo (PAN) se puede dividir a grandes rasgos en el proceso de preparación de fibra de poliacrilonitrilo (proyecto de carbonización); proyecto de tratamiento y dimensionamiento; proyecto de grafitización y otros cinco procedimientos.

3.3 Fibra de carbono a base de brea

El residuo después de refinar el petróleo crudo a altas temperaturas superiores a 900 °C contiene aproximadamente un 95 % en peso de materia carbonosa si se elimina el ácido sulfúrico que contiene. por electrólisis, después del lavado con agua se puede obtener asfalto (Pitch) con excelente pureza.

3.4 Fibra de carbono cultivada en fase de vapor

La fibra de carbono cultivada en fase de vapor tiene dos tipos: crecimiento sobre el sustrato y crecimiento con catalizador fluidizado. Las partículas metálicas (M), como hierro, cobalto y níquel, se calientan a 1100 °C para descomponer térmicamente y deshidrogenar el acetileno (C2H2) para formar depósitos de carbono y crecer debajo de las partículas metálicas para formar fibras de carbono. Este es un diagrama simplificado del método de crecimiento sobre el sustrato. Se puede ver que durante este proceso se deben alimentar gases como hidrógeno (H2) y benceno (C6H6).

3.5 Fibra de carbón activado

El carbón activado comercializado actualmente se presenta en tres formas: en polvo; granular y fibroso, entre ellos, el carbón activado en polvo (PAC), elaborado mayoritariamente a partir de astillas de madera. con un tamaño promedio de aproximadamente 15 a 25 μm; carbón activado granular (GAC), hecho aproximadamente de carbón y polvo de asfalto, con un tamaño promedio de aproximadamente 4 a 6 mm; carbón activado fibroso (fibra de carbón activado, ACF para abreviar) está compuesto principalmente de fibras como PAN, rayón, brea y resina fenólica, con un diámetro promedio de aproximadamente 7 a 15 μm.