1. La structure en couches et les caractéristiques élevées du module de la fibre de carbone
La fibre de carbone, un matériau en fibres organiques carbonisée à haute température, a une structure en couches unique et une connexion de liaison covalente, qui est la source de son module élevé. Pendant le processus de carbonisation, les éléments non en carbone dans les fibres organiques sont progressivement retirés, laissant une structure de couche d'atome de carbone hautement orientée. Ces couches d'atomes de carbone sont étroitement connectées par de fortes liaisons covalentes, formant une structure en couches similaire au graphite mais avec une orientation intercouche plus ordonnée. Cette structure donne à la fibre de carbone un module extrêmement élevé dans la direction axiale, c'est-à-dire la capacité de résister à la déformation.
Le module élevé est une caractéristique importante des matériaux en fibre de carbone, ce qui signifie que lorsqu'il est soumis à la force, la fibre de carbone peut maintenir une bonne stabilité de forme et n'est pas facile à déformer. Cette fonctionnalité est cruciale pour les applications qui doivent résister à une forte contrainte et à une charge élevée, comme l'aérospatiale, la fabrication d'automobiles, les articles de sport et d'autres domaines.
2. Rétention élevée du module et avantages de Poudre en fibre de carbone moulue pour les additifs conducteurs
La poudre de fibre de carbone moulue pour les additifs conductrices est un matériau granulaire fin obtenu en écrasant la fibre de carbone par un processus spécial. Bien que la taille des particules soit réduite, la structure de base et les propriétés de la fibre de carbone sont conservées, en particulier ses caractéristiques élevées du module. Lorsque cette poudre est ajoutée au matériau matriciel en tant que phase additive conductrice ou de renforcement, son avantage élevé de module est entièrement démontré.
Améliorer considérablement le module du matériau
Les propriétés élevées du module de la poudre de fibre de carbone broyée pour les additifs conductrices lui permettent d'améliorer considérablement le module global du matériau lorsqu'il est ajouté au matériau matriciel. Cela signifie que le matériau composite est plus difficile et plus durable lorsqu'il est soumis à une contrainte et peut résister à une plus grande déformation et charge. Cette caractéristique est particulièrement importante pour les pièces structurelles qui nécessitent une forte résistance et une rigidité élevée.
Améliorer la stabilité des matériaux
La poudre de fibre de carbone bronzée à module élevé pour les additifs conductrices peut également améliorer la stabilité dimensionnelle et la stabilité thermique du matériau. Sous les changements de température ou la contrainte, le matériau composite peut maintenir une bonne forme et une stabilité dimensionnelle et n'est pas sujet à la déformation ou à la fissuration. Cette fonctionnalité est cruciale pour l'équipement ou les composants qui doivent fonctionner dans des environnements difficiles.
Améliorer la résistance à la fatigue des matériaux
Le module élevé de poudre de fibre de carbone broyée pour les additifs conducteurs aide également à améliorer la résistance à la fatigue des matériaux composites. Sous les charges cycliques, le matériau composite peut maintenir de bonnes propriétés mécaniques et durabilité et n'est pas sujette à une défaillance de la fatigue. Ceci est d'une grande signification pour les parties structurelles qui doivent résister à des charges alternées pendant longtemps.
3. Processus de préparation de la poudre en fibre de carbone
Le processus de préparation de la poudre de fibre de carbone est le lien clé pour garantir que ses caractéristiques élevées de module sont conservées et exercées. Les principales étapes de préparation et les points de processus de la poudre de fibre de carbone seront introduits en détail ci-dessous.
Sélection et prétraitement des matières premières
La préparation de la poudre en fibre de carbone nécessite d'abord la sélection de matières premières en fibre de carbone de haute qualité. La fibre de carbone à base de polyacrylonitrile (PAN) est utilisée comme matière première car elle a d'excellentes propriétés mécaniques et un effet de carbonisation. Après la sélection des matières premières, un prétraitement tel que le nettoyage et le séchage est nécessaire pour éliminer les impuretés de surface et l'humidité afin d'assurer la progression fluide du traitement ultérieur.
Traitement de la carbonisation
La carbonisation est l'une des étapes clés de la préparation de la fibre de carbone. La fibre de carbone prétraitée est placée dans un four à haute température et soumise à un traitement de carbonisation à haute température sous la protection d'un gaz inerte (comme l'azote). La température de carbonisation est généralement contrôlée entre 1000 et 3000 ℃ et ajustée en fonction des performances et des objectifs requis en fibre de carbone. Pendant le processus de carbonisation, les éléments non en carbone de la fibre organique sont progressivement retirés, laissant une structure de couche d'atomes de carbone hautement orientée pour former de la fibre de carbone.
Écrasement et broyage
Les fibres de carbone carbonisées sont généralement sous la forme de longues fibres. Afin de répondre aux besoins d'applications spécifiques, ils doivent être écrasés en particules fines. Le processus d'écrasement peut être effectué par écrasement mécanique, écrasement du flux d'air et autres méthodes. Le broyage est d'améliorer encore la finesse et l'uniformité de la poudre de fibre de carbone, en utilisant généralement des équipements tels que des moulins à boulets et des broyeurs de vibration. Grâce à l'écrasement et au broyage, la poudre en fibre de carbone avec une taille de particules uniforme et une bonne dispersion peuvent être obtenues.
Traitement et modification de surface
Afin d'améliorer la compatibilité et la liaison entre la poudre de fibre de carbone et les matériaux matriciels, il peut être traité et modifié en surface. Le traitement en surface peut être effectué par traitement chimique, traitement physique ou traitement au plasma pour améliorer l'activité de surface et la mouillabilité de la poudre de fibre de carbone. La modification consiste à modifier les propriétés de surface et la structure chimique de la poudre de fibre de carbone en ajoutant des additifs spécifiques ou en effectuant une greffe chimique et d'autres réactions pour la rendre mieux répondant aux besoins d'applications spécifiques.
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