مقدمة لألياف الكربون

ألياف الكربون عبارة عن ألياف سلائف عضوية مثل polyacrylonitrile (أو Pitch ، Rayon) ، وهي محفورة ومكربنة في بيئة عالية درجة الحرارة لتشكيل بنية العمود الفقري للكربون ، وألياف البوليمر غير العضوية مع محتوى الكربون أعلى من 90 ٪.

تتمتع ألياف الكربون بخصائص ميكانيكية ممتازة واستقرار كيميائي ، وكثافة منخفضة من الألومنيوم ، وقوة عالية من الصلب ، بين الألياف عالية الأداء التي كانت في الإنتاج الضخم ، تتمتع ألياف الكربون بأعلى قوة محددة وأعلى معامل محدد للألياف ، ولديه سلسلة من الخصائص الممتازة مثل الموصلية الكهربائية ، وتوصيل الحرارة ، ومقاومة التآكل ، وسلسلة من المواد الأخرى لا يمكن استبدالها.

يستخدم ألياف الكربون على نطاق واسع في الفضاء ، وشفرات طاقة الرياح ، والرياضة والترفيه ، وأوعية الضغط ، والمواد المركبة للكربون/الكربون ، وبناء النقل وغيرها من الحقول.

يمكن تصنيف ألياف الكربون وفقًا لأبعاد مختلفة مثل نوع السلائف والخصائص الميكانيكية ومواصفات السحب وعملية إعداد السلائف. معايير التصنيف لأنواع مختلفة من ألياف الكربون هي كما يلي:

أنواع السلائف: مقسمة إلى ألياف الكربون القائمة على عموم ، وألياف الكربون القائمة على الملعب وألياف الكربون القائمة على رايون. من بينها ، احتلت ألياف الكربون القائمة على عموم المركز السائد بسرعة منذ تقديمها في الستينيات ، حيث تمثل أكثر من 90 ٪ من إجمالي ألياف الكربون بسبب عملية الإنتاج البسيطة نسبيًا ، وخصائص ميكانيكية ممتازة ومجموعة واسعة من الاستخدامات. مقياس الإنتاج القائم على الملعب والقائم على الحمراء صغيرة. لذلك ، في الوقت الحاضر ، تشير ألياف الكربون عمومًا إلى ألياف الكربون القائمة على عموم.

الخصائص الميكانيكية: تستخدم الخواص الميكانيكية بشكل أساسي في الصناعة لتصنيفها. وفقًا لتصنيف الخواص الميكانيكية للمعايير الوطنية الحالية لألياف الكربون القائمة على بولي أكريلونيتريل ، يتم تقسيم ألياف الكربون المستندة إلى PAN إلى أربع فئات: نوع عالي القوة ، ونوع متوسطة الطول عالية القوة ، نوع عالي الجسد ، ونوع عالي القوة وعالية الجد.

مواصفات السحب: وفقًا لعدد ألياف الكربون ، يمكن تقسيمها إلى عدد صغير من السقوف والرفاهات الكبيرة. بشكل عام ، تسمى ألياف الكربون التي تحتوي على عدد من السقوف أقل من 24 ألفًا من السحب الصغيرة (تمثل 1K 1000 خيوط في حزمة من ألياف الكربون) ، وتسمى تلك التي تزيد عن 24 ألفًا. تتمتع ألياف الكربون الصغيرة بأداء ممتاز وإنتاج منخفض وسعر مرتفع ، ويستخدم عمومًا في الحقول ذات التكنولوجيا الفائقة مثل الطيران والدفاع الوطني والصناعة العسكرية. منتجات السحب الكبيرة لها أداء منخفض نسبيًا وتكلفة منخفضة ومراقبة صعبة في الإنتاج ، وتستخدم على نطاق واسع في الصناعات الأساسية والمجالات المدنية.

عملية إعداد السلائف: وفقًا لاختيار مذيب الغزل ، فإن استمرارية عملية البلمرة ، وطريقة العملية المستخدمة للدوران ، وما إلى ذلك ، يمكن تقسيم إعداد السلائف إلى أنواع مختلفة من العمليات. وفقًا لمذيب الغزل ، فإنه يشمل DMSO (ثنائي ميثيل سلفوكسيد) ، DMAC (N ، N dimethylacetamide) ، NASCN (ثيوسيانات الصوديوم) وغيرها من فئات المذيبات المختلفة. وفقًا لاستمرارية عملية البلمرة ، يمكن تقسيمها إلى طريقة من خطوة واحدة وطريقة من خطوتين. وفقًا لعملية الغزل ، يمكن تقسيمها إلى الغزل الرطب والغزل الرطب الجاف.