karbon Fiber Kumaş

Karbon fiber inert gazda çoğu karbon olan mükemmel malzemelerin ısıtılmasından elde edilen lifli bir filamenttir. Karbon fiber, en azından% 90 karbon içeren ve özel olarak kontrol edilen fiber pirolizinden elde edilen karbon fiber olarak adlandırılır. Siyah karbon fiber suda çözücü değildir ve kokusuzdur ve asitler, açıklıklar ve malzemeler gibi aşındırıcı malzemelere karşı çok yüksek bir dirence sahiptir. Karbon fiberin sıfır dereceli oryantasyon ve çift yönlü olduğu, karbon fiberin iki yönde, sıfır ve ona dik olduğu (90 derece) iki telli bir liftir. Güçlendirme, savunma sanayileri, otomotiv ve diğer birçok büyük endüstri yapıları gibi birkaçı. Karbon fiber (CFRP’ler) yapımında kullanılan fiberler genellikle epoksi reçinesi gibi elementler ile yapılarda bariyerlerin elemanları ve elemanları tarafından eklenir ve üyelerin kesme, bükme ve pivot kapasiteleri geliştirilir.
Karbonun ısıya karşı yüksek bir direnci vardır, bu da onları patlayıcı olmayan lifler olarak sınıflandırır. Ayrıca, hafiflikleri ve yüksek direncleri, kompozit endüstrisinde bunların yaygın kullanımını ve yapıların sismik yeniden yapılandırılmasını sağlamıştır. Karbon elyafın hafifliğiyle birlikte en önemli avantajlarından biri, bu elyafların yüksek mukavemetidir.

Karbon fiber kumaş nedir?

Karbon fiber, güçlendirme ve kompozit endüstrisinde en çok kullanılan elyaflardan biridir. Bu lif, en esnek fiber ve cam elyaf katsayısına sahiptir. Bu fiberin lineer termal genleşme katsayısı, yüksek ve düşük sıcaklıklarda çok düşüktür, bu da farklı sıcaklıklarda karbon fiberin boyutsal stabilitesine neden olur. Karbon elyafın çeşitli avantajları arasında en belirgin olanları ağırlıklarının gerilme mukavemetidir (karbon çeliğin ağırlığının yaklaşık üçte biri ve direncin 5 ila 10 katıdır). Ayrıca, fiber ve karbon fiber yorgunluğa karşı iyi bir dirence sahiptir
Kimyasallara karşı dayanıklılık ve uzun ömür ve x ışınlarına karşı geçirimsizlik karbon elyafın en önemli özelliklerinden biridir. Ayrıca, karbon elyafın mükemmel elektriksel iletkenliği vardır ve kumaşların yapısı ve kumaşlanabilirliği, hafif kompozit ve katı CFRP üretimi ve ısı direnci, onu diğer mühendislik malzemelerinden ayırır. Karbon fiber, yoğunluk 2,27 g / cm3 bir elementtir ve farklı kristalin formlara sahiptir. Karbon fiberden oluşturulan karbon fiber iplikçik, 6 ila 10 mikrometre arasında bir çaptaki insan saçından çok daha incedir. Karbon elyafın yüksek fiyatı yüksek raf ömrüne ve zaman içinde yapısal elemanlara yüksek direnç, maliyet etkin ve ekonomik olmasından kaynaklanmaktadır.
Elyaf ve karbon fiber esneklik modülleri ve farklı gerilme mukavemetleri, çeşitli sektörlerde kompozit malzemelerin üretimi ve çeşitli beton yapıların güçlendirilmesi için Addir firması tarafından oryantal ve çift yönlü fiber kumaşlar ile sunulmaktadır. İran’daki farklı endüstrilerin ihtiyaçlarına göre, karbon elyafi, farklı ağırlık ve genişliklerde 3K’dan 50KK’ya kadar geniş bir yelpazede fiber çeşitleri sunmaktadır.

 

Her türlü karbon elyafı sınıflandırır

Karbon fiber genellikle filamanların sayısına, gerilme direncine, esneklik modülüne ve ısıl işlemin son sıcaklığına göre sınıflandırılır.
Karbon fiberler, filamandaki filamanların sayısına göre, küçük veya hafif olan 24.000 filamandan daha azına ve büyük veya ağır olarak bilinen 24.000 filamandan daha fazla lif ipliklerine göre sınıflandırılır.
Karbon fiber yüksek lif elastikiyeti (540 GPa’dan daha yüksek), yüksek karbon katsayısı (350-450 GPa) ve yüksek lif esnekliğine sahip (250-350 GPa) karbon fiber ile karbon fiberinin (540 GPa üzeri) mekanik özelliklerine dayanır. Ayrıca, yüksek gerilme mukavemeti ve düşük modüllü (3000 MPa’dan daha yüksek çekme mukavemeti ve 2000 Giga-Pascal’dan daha az modül) ve yüksek lif mukavemeti (5000 MPa’dan fazla) ile karbon fiber ve fiber içeren karbon fiber de sınıflandırılmıştır.
viskoz asfalt sektöründe akrilik elyaf (poliakrilonitril), karbon fiber göre karbon fiber gerekçesiyle bazlı karbon fiberlerin dahil, zift izotropik karbon elyaf bazlı bitüm mezofaz karbon fiber, karbon fiber bazlı lifler ( Yapay ipek) ve karbon fiber gaz fazına dayanır. Genel olarak, bu durumda, karbon lifleri poliakrilonitril bilinmektedir kimyasal ismi (PAN) ile, karbon elyaf bazlı, sentetik elyaflar, iki kategori halinde ayrılabilir, direnç (MPa 3700 den daha fazla) çok yüksektir; ancak fiyatı Bu tip CFRP pahalıdır. Kömür ve PAN karbon fiberlerin distilasyonu yolu ile elde edilir Bitüm bazlı karbon elyaf, daha az pahalı, ama kuvvet ve elastikiyet modülü daha düşüktür.
Isıl işlemin nihai sıcaklığına dayanan CFRP, aynı zamanda MH fiberler (2000 santigrat derece üzerindeki ısıl işlem sıcaklıkları) için de geçerlidir: SH lifleri (yaklaşık 1500 derece) ve TH (düşük sıcaklık, düşük mukavemet ile 1000 dereceden daha az)

Karbon fiber ve karbon fiber CFRP’nin avantajları

  •  Düşük karbon fiber ağırlığı
  • Karbon fiber yüksek mukavemet
  • Elastikiyet faktörü cam elyafından daha yüksek
  • Karbon fiber uzunluğunun farklı sıcaklıklarda sabit kalmasına neden olan düşük karbon fiber genleşme katsayısı.
  • Aşındırıcı malzemelere karşı yüksek karbon fiber direnci
  • Patlayıcı olmayan karbon fiber
  • Yorulmaya karşı köpük mukavemeti
  • Uygun fıyatları

CFRP kompozit ve karbon fiber uygulaması

Karbon fiber, çeşitli endüstrilerde aşağıdakileri içeren çeşitli uygulamalara sahiptir:

  • İnşaat sektöründe karbon fiber ve kullanımı
  • CFRP kompozit malzemelerle yapıların güçlendirilmesi, plakaların, levhaların ve karbon laminatların yapılması, yüksek mukavemetli betonun güçlendirilmesi, yüksek mukavemetli ve karbon fiber duvarların güçlendirilmesi, beton yapılarda asma ve önceden bağlanmış karbon yapıların yapımı, Tünellerin iç duvarlarında.
  • Otomotiv endüstrisinde karbon fiber ve karbon elyafın uygulanması
  • Otomobiller için karbon-yakıt tankları, karbon fiber otomobil üretimi, şanzıman milleri, motor parçaları, amortisörler, tekerlek aksesuarları ve direksiyon kutuları, fren balataları, otomobil karoseri yarışları, gövde gövdeleri, burçlar ve …
  • Havacılık endüstrisinde ve uçaklarda karbon fiber ve karbon fiber uygulaması
  • Uyduların yapısal bileşenleri, karbon koltuk panelleri, karbon paneller ve diğer karbon kaplamaları, uç ultrasonik düzlemler, uçak motorlarının hassas parçaları ve …
  • Tıp endüstrisinde karbon fiber ve karbon fiber uygulaması
    Karbon fiber tıbbi ekipman, karbonatlı tekerlekli sandalyeler, sentetik kemikler ve her türlü vücut parçası ve …
  • Enerji sektöründe karbon fiber ve karbon elyafın uygulanması
    • Rüzgar enerjisinden elektrik üretimi için türbin kanatları ve yel değirmenleri yapmak, yakıt hücrelerinin üretimi…
    • Elektrikli ekipman endüstrisinde, elektronik ve makinalarda karbon fiber uygulaması
    • Karbon Döküm, Karbon Silindirler, Yüksek Hızlı Karbon Tekerlekler, Kendinden yağlamalı Parçalar, Karbon Antenler, Karbon Basınçlı Kaplar, Hücresel Çerçeveler ve …

 

 

Karbon fiber doku tipi:

Karbon kumaş, geçtiğimiz on yılın en önemli ve en çok kullanılan insan başarılarından biriydi. Karbon kumaş karbon fiberden yapılır ve cam elyaf ve kil kumaşlardan (aramid) daha iyi bir esnekliğe sahiptir.

Bu fiberin kumaşları 3 tipte üretilmektedir, bu tür dokuların her biri belirli bir uygulama için düşünülmektedir:
1) düz doku:
Düz doku, karbon fiber kumaşın en basit ve en yaygın tipidir, böylece taropodun dişleri bir diğeridir, kumaş simetriktir ve iyi bir boyutsal stabiliteye sahiptir. Bu dokunun bir başka özelliği, kompakt dokusu nedeniyle düşük yoğunluğudur.
2) Anormal örgü (kabartılmış):
Ayrıca, kumaşın yüzeyinde belirgin olduğu için Dimi doku olarak da adlandırılır. Bu tip doku, çözgü tabakalarının ilerlemesinden kaynaklanır. Twill dokusu ayrıca kompozit kavisli yüzeyleri düz dokudan daha esnek hale getirmek için kullanılır.
3) Tek yönlü doku (UD):
Tek parça halinde kumaşın ağırlığının en az% 90’ı olan Uni-Directio: nal olarak tanımlanır (çözgü). Burada, termoplastik ve erime ipliği, karbon elyaf ipliklerinin ısısı ve yumuşaması ve bağlanması sonucu pozisyonda sabitlemek için diğer yönde kullanılır.

Karbon fiber üretim yöntemi:

Akrilik elyaf, elyaf üretiminde en iyilerden biridir, çünkü yapısında % 55’ten fazla karbon içeriği vardır. Poliakrilonitril elyafın arka planından karbon fiber üretimi üç temel aşamaya sahiptir:

  1. Oksidasyon Stabilizasyon Aşaması: Bu aşamada, akrilik fiber, 200 ila 300 ° C’lik bir sıcaklıkta oksidasyon ısıl işlem uygulanarak soğutulur. Poliakrilonitril, merdiven veya halka yapısı kombinasyonuna dönüştürür.
  2. Karbonizasyon aşaması: Oksidasyondan sonra, 1000 ° C’lik bir sıcaklık etrafında gerilmeden, nötr bir ortamda (genellikle azot) birkaç saat süreyle karbonizasyona uğrar. Bu süreçte karbon olmayan elemanlar serbest bırakılır ve% 50’lik bir kütle dengesi olan karbon fiber, orijinal akrilik elyaftan elde edilir.
  3. Grafit kademesi: İstenen karbon fiber türü ile ilgili olarak, elastisite katsayısı cinsinden ve bu adımı 1500 ila 3000 ° C sıcaklık aralığında uygulayarak, karbon kristallerinin liflerin ekseni yönündeki yönelim derecesi artar ve barbarik özellikleri iyileştirir.

Diğer ön planlardan karbon elyafın üretimi, yukarıdaki aşamalara benzer şekilde ana aşamaları az çok içermektedir.

 

 

Karbon fiber özellikleri:

Bu fiberin elastik modülü iki grupta olabilir: düşük modül ve yüksek modül. Modül, PAN bazlı fiberler için 383 gpa’ya kadar bitüm bazlı karbon fiber için 157 boşluk kadar yüksek olabilir. Gerilme mukavemeti PAN bazlı fiberler için 1367 MPa’dan da değiştirilmiştir. Fiberlerin uzunluğunu değiştirmek düşüktür (yaklaşık% 1). Daha yüksek modüllü fiberler, düşük modüllü fiberlere göre daha küçük bir değiştirilebilir uzunluğa sahiptir. Dolayısıyla, karbon fiber kompozitler, liflerin uzunluğundaki sınırlı değişime bağlıdır.
Ortalama olarak karbon fiberler, iyi bir elektrik iletkenidir. Bitümlü fiberler PAN bazlı fiberlerden daha iyi bir elektrik iletkenliğine sahiptir. Karbon fiberin ısıl genleşme katsayısı (boylamasına) katsayısını artırarak biraz negatiftir ve daha olumsuz olur. Bu daralma, alanın termal genleşme katsayısı ile birleştirilebilir ve sıfıra yakın bir termal genleşme katsayısı üretir.
Karbon fiber kokusuzdur ve suda çözünmez, asit, baz ve organik çözücülere karşı dayanıklıdır. Kompozit endüstrisinde yaygın olarak kullanılır. Çekme ve yüksek modüllü. Havacılık kompozit bileşenlerinin üretiminde karbon elyafın en büyük kullanımı, binalarda FRP’nin düşük basınç ve takviyesidir.

Karbon elyaf üretimi kaynakları:

  • Bitkiler veya selülozdan üretilen karbon fiber
  • Bitümden yapılmış karbon fiber
  • Poliakrilik nitritten yapılmış karbon fiber (PAN)

Şu anda, karbon fiber iplikçiği bitüm ve poliakril nitrilden (PAN) yapılmıştır.

İnşaat mühendisliğinde karbon fiberinin uygulanması:

Beton yapıları ve yapıları güçlendirmek ve onarmak için kullanılan yöntemlerden biri, polimer malzemelerin kullanılmasıdır, böylece kompozitlerin kullanımı, 1980’lerin ortalarından beri mühendislerin dikkatini çekmiştir. Bu sistem aynı zamanda ahşap, çelik ve inşaat yapılarında da kullanılmaktadır. İnşaat sektöründe kullanılan bir kompozit türü olan CFRP sistemi, bir karbon fiber ipliktir. Bu sistem, yapısal takviye, korozyon direnci yapılarına ek olarak yapısal ağırlığı azaltan çelik ceket ve beton kaplamalar gibi eski yapıların güçlendirilmesine uygun bir alternatiftir.

Bina yükseltmelerinin bazı sebepleri şunlardır:

  • Mevcut düzenlemelerin gereklerini karşılamak için sismik güçlendirme
  • Kaza veya çevresel koşullardan kaynaklanan hasar
  • İlk tasarımda bir hata var
  • Yapının yapısını değiştirmek
  • Artan yapısal kapasite