Karakteristikat, aplikimi dhe zhvillimi i fibrës së karbonit
1.Karakteristikat dhe vetitë e fibrave të karbonit
Materialet e fibrave të karbonit janë të zeza, të forta, me forcë të lartë, peshë të lehtë dhe materiale të tjera të reja me veti të shkëlqyera mekanike.Graviteti i tij specifik është më pak se 1/4 e çelikut.Rezistenca në tërheqje e materialeve të përbëra të rrëshirës së fibrës së karbonit është zakonisht mbi 35000 MPa, 7.9 herë më shumë se çeliku.Moduli i elasticitetit në tërheqje është midis 230000 MPa dhe 430000 MPa.Prandaj, forca specifike e CFRP, domethënë raporti i forcës së materialit me densitetin e tij, është mbi 20000MPa/(g/cm3), por forca specifike e çelikut A3 është 590MPa/(g/cm3) moduli elastik është gjithashtu më i lartë se ai i çelikut.Sa më e lartë të jetë forca specifike e materialit, sa më e vogël të jetë vetë pesha e pjesës, sa më i lartë të jetë moduli specifik elastik, aq më i madh është ngurtësia e pjesës.Në këtë kuptim, ilustrohet perspektiva e gjerë e aplikimit të fibrës së karbonit në inxhinieri.Duke parë vetitë e shkëlqyera të shumë materialeve të përbëra në zhvillim, si p.sh Material polimer i përbërë nga fibra xhami, materialet e përbëra me bazë metali dhe materialet e përbëra me bazë qeramike, shumë ekspertë parashikojnë që materialet e përbëra do të hyjnë në epokën e aplikimit të gjerë të materialeve që nga epoka e çelikut.
Materialet e përbërë nga fibra karboni PAN dhe tekstil me fije qelqi:
(1) Vetitë mekanike, dendësia më e ulët se metali, pesha e lehtë;modul i lartë, ngurtësi e lartë, forcë e lartë, forcë e lartë lodhjeje, rezistencë e shkëlqyer ndaj konsumit dhe lubricitet;zbutje e shkëlqyer e dridhjeve;
(2) Rezistencë e vogël ndaj nxehtësisë, stabilitet, koeficienti i zgjerimit termik, stabilitet i mirë dimensionale, përçueshmëri termike;rezistencë e shkëlqyer ndaj nxehtësisë në gazin inert;
(3) I përket një sërë materialesh përçuese që kanë përçueshmëri elektrike dhe veti mbrojtëse të valëve elektromagnetike, si dhe veti mbrojtëse të përçueshmërisë elektrike dhe valëve elektromagnetike.(4) Është i shkëlqyer në transmetimin e rrezeve X dhe një strukturë e përshtatshme mund të projektohet sipas qëllimit.
Në vitin 2007, Japonia kryesoreFurnizuesi i fibrave të karbonitToray Co., Ltd. bashkëpunoi me Nissan Motor dhe kompani të tjera për të zhvilluar materiale më të avancuara duke përdorur fibër karboni, të cilat mund të zvogëlojnë shumë peshën e pjesëve kryesore të makinës, siç është shasia.Teknologjia e re zvogëlon peshën e përgjithshme të makinës me 10% dhe përmirëson konsumin e karburantit me 4% në 5%.Për më tepër, rezistenca ndaj goditjes është 1.5 herë më e madhe se ajo konvencionale.Prodhuesit planifikojnë të sjellin teknologjinë e re në automjetet komerciale në tre vjet.Teknologjia e re premton të përshpejtojë kalimin e lëndëve të para të automobilave me qendër çelikun në sfondin e rregulloreve më të ashpra të faturave të karburantit për të reduktuar gazrat serrë në mbarë botën
2.Aplikimi i fibrave të karbonit
Fibra karboni është një term i përgjithshëm për fibrat me një përmbajtje karboni prej më shumë se 90%, dhe është emëruar për përmbajtjen e lartë të karbonit.Fibra e karbonit ka veti të ndryshme të shkëlqyera të karbonit elementar, të tilla si graviteti i vogël specifik, rezistenca ndaj nxehtësisë, rezistenca ndaj goditjeve termike, rezistenca kimike dhe përçueshmëria, etj. Ka ngatërrim fibrash dhe veti të shkëlqyera mekanike.Në veçanti, forca e tij specifike dhe moduli specifik elastik janë të larta dhe mund të përballojë një temperaturë të lartë prej 2000 në kushtet e izolimit të oksigjenit.Është një lëndë e parë e rëndësishme industriale e tekstil me fije qelqidhe është i përshtatshëm për forcimin e materialeve të përbëra, materialeve të heqjes dhe materialeve izoluese të nxehtësisë.Ky është një material i ri i zhvilluar në fillim të viteve 1960 dhe tani është bërë një material i ri i domosdoshëm në shoqërinë moderne.
Ndër produktet e kohës së lirë, aplikimi i parë i fibrës së karbonit PAN është shufra e peshkimit.Aktualisht, prodhimi vjetor në botë i shufrave të peshkimit me fibër karboni është rreth 12 milionë, dhe sasia e fibrës së karbonit të përdorur është rreth 1200 ton.Aplikimi i fibrës së karbonit në shkopinj golfi filloi në vitin 1972. Aktualisht, prodhimi vjetor i fibrave të karbonitklubet e golfit në botë janë rreth 40 milionë shishe, dhe sasia e fibrave të karbonit është e barabartë me 2000 tonë.Aplikimi i raketave të tenisit filloi në vitin 1974. Tani, bota prodhoi rreth 4.5 milionë raketa me fibër karboni vitin e kaluar, dhe përdorimi i fibrave të karbonit kërkon rreth 500 tonë.Ndër të tjera, fibra karboni përdoret gjithashtu gjerësisht në ski, anije dëbore, shkopinj skish, shkop bejsbolli, lojëra rrugore dhe sporte detare.
Duke njohur peshën e lehtë, rezistencën ndaj lodhjes, rezistencën ndaj korrozionit dhe vetitë e tjera të fibrës së karbonit, ajo përdoret gjerësisht në industrinë e hapësirës ajrore.Në fushën e fluturimit në hapësirë, fibrat e karbonit me modul të lartë janë përdorur në satelitët artificialë për shkak të peshës së tyre të lehtë (ngurtësisë) dhe përçueshmërisë termike të stabilitetit dimensional.Vitet e fundit, ato janë përdorur në satelitët e komunikimit si iridiumi.
Komponimi i derdhur kryesisht përzihet në rrëshirën termoplastike në formën efije qelqi të copëtuara, i cili ka efektin e forcimit, mbrojtjes së valëve antistatike dhe elektromagnetike dhe përdoret gjerësisht në pajisjet shtëpiake, pajisjet e zyrës, gjysmëpërçuesit dhe fusha të ngjashme.
3. Statusi i prodhimit të produkteve me fibra karboni në vendin tim
Prodhimi dhe përdorimi i fibrave të karbonit në vendin tim është ende në fazën fillestare.Kapaciteti prodhues i fibrave të karbonit vendas përbën vetëm rreth 0.4% të prodhimit total tëpëlhurë me fibër karboni me performancë të lartënë botë, dhe më shumë se 90% e konsumit të brendshëm varet nga importi.Cilësia e pararendësit PAN ka qenë gjithmonë pengesa që kufizon prodhimin në shkallë të gjerë të industrisë së fibrave të karbonit në vendin tim.Përveç kësaj, për shkak se fibra e karbonit është konsideruar prej kohësh si një material strategjik, vendet e zhvilluara janë mbyllur për botën e jashtme.Prandaj, ekspertët e industrisë besojnë se forcimi i kërkimit bazë është themeli i inovacionit dhe mënyra themelore për të zhvilluar industrinë vendase të fibrave të karbonit.
Vendi im filloi të studionte fibrat e karbonit nga vitet 1960 deri në vitet 1970, pothuajse duke mbajtur ritmin me botën.Pas më shumë se 30 vitesh punë të palodhur, kompania japoneze Toray ka zhvilluar produkte me fibra karboni afër nivelit T300, por prodhimi dhe cilësia nuk mund të plotësojnë kërkesën e brendshme, e cila është larg vendeve të huaja.Krahasuar me nivelin e avancuar ndërkombëtar, problemet e jashtëzakonshme të fibrave të karbonit vendas janë forca e ulët e fibrave të karbonit, uniformiteti dhe stabiliteti i dobët, dhe niveli i zhvillimit është gati 20 deri në 30 vjet pas atij të vendeve të përparuara, dhe shkalla e prodhimit është e vogël, pajisjet teknike është i prapambetur dhe efikasiteti i prodhimit është i dobët.
Aktualisht, kapaciteti botëror i prodhimit të fibrave të karbonit është rreth 35,000 tonë, dhe kërkesa vjetore në tregun kinez është rreth 6,500 ton.Është një konsumator i madh i fibrave të karbonit.Megjithatë, prodhimi i fibrave të karbonit të Kinës në vitin 2007 ishte vetëm rreth 200 tonë, dhe kryesisht produkte me performancë të ulët.Shumica e industrisë mbështetet në importe dhe çmimi është shumë i shtrenjtë.Për shembull, tregut standard T300 i mungon mbështetja teknike me të drejta të pavarura të pronësisë intelektuale dhe ndërmarrjet vendase nuk e kanë zotëruar ende teknologjinë e plotë të bërthamës së fibrave të karbonit.Cilësia, teknologjia dhe shkalla e prodhimit të fibrave të karbonit në vendin tim janë shumë të ndryshme nga ato në vendet e huaja.Midis tyre, teknologjia e fibrave të karbonit me performancë të lartë është e monopolizuar dhe e bllokuar nga Japonia dhe vendet perëndimore.Prandaj, duhet një proces i gjatë për të realizuar lokalizimin e fibrës së karbonit.Për shkak të mungesës së tregut, ka pasur një "ethe të fibrave karboni" në Kinë vitet e fundit dhe shumë institute dhe ndërmarrje kërkimore shkencore kanë filluar kërkimin e fibrave të karbonit dhe projekte industrializimi mijëra tonësh.
#Materialet e fibrave të karbonit#Material polimer i përbërë nga fibra xhami#Furnizuesi i fibrave të karbonit#fije qelqi të copëtuara#pëlhurë me fibër karboni me performancë të lartë
Koha e postimit: Tetor-27-2022