definitie
Koolstofvezels van hogere orde verwijzen naar koolstofvezels met een hoge treksterkte (groter dan 4,5 GPa) en hoge trekmodulus (meer dan 250 GPa). Vergeleken met gewone koolstofvezel is koolstofvezel met hoge orde dichter in structuur en heeft minder defecten, dus het heeft betere mechanische eigenschappen en thermische stabiliteit.
Kenmerken van hoogwaardige koolstofvezels
Hoge sterkte: de treksterkte van hoogwaardige koolstofvezel is 5-7 maal die van staal en meer dan 10 keer die van aluminiumlegering.
Hoge modulus: de trekmodulus van koolstofvezel met hoge orde is 2-3 maal die van staal en meer dan 5 keer die van aluminiumlegering.
Lage dichtheid: de dichtheid van koolstofvezel met hoge orde is slechts 1. 7-2. 0 g/cm³, dat 1/4 van staal en 1/2 van aluminiumlegering is.
Weerstand op hoge temperatuur: hoogwaardige koolstofvezels kunnen hoge temperaturen boven 2000 graden weerstaan in een inerte gasomgeving.
Corrosieweerstand: hoge-orde koolstofvezels hebben een uitstekende corrosieweerstand tegen chemische media zoals zuren, alkalis en zouten.
Lage expansiecoëfficiënt: de thermische expansiecoëfficiënt van koolstofvezels van hoge orde is bijna nul en de dimensionale stabiliteit is uitstekend in de omgeving van temperatuurveranderingen.
Elektrische en thermische geleidbaarheid: hoogwaardige koolstofvezels hebben goede elektrische en thermische geleidbaarheidseigenschappen en kunnen indien nodig worden aangepast.
Het productieproces van hoogwaardige koolstofvezel
Het productieproces van koolstofvezel met hoge orde bevat voornamelijk de volgende stappen:
1
>>
Voorlopersvoorbereiding:
Hoogwaardige polyacrylonitril (PAN) of asfalt wordt geselecteerd als grondstof, en de voorloper wordt gemaakt door spinnen, opstellen en andere processen.
2
>>
Pre-oxidatie:
De voorloper is vooraf geoxideerd in lucht bij 200-300 graad om zijn moleculaire structuur te verknopen om een stabiele trapeziumvormige structuur te vormen.
3
>>
Carbonisatie:
De vooraf geoxideerde voorloper wordt verwarmd tot 1000-1500 graad in een inerte gasomgeving om zijn koolstofgehalte meer dan 90%te laten bereiken.
4
>>
Grafitisatie:
De gecarboniseerde vezel wordt verwarmd tot 2500-3000 graad in een inerte gasomgeving om zijn grafietkristallietstructuur perfecter te maken en de modulus en sterkte van de vezel te verbeteren.
5
>>
Oppervlaktebehandeling:Oppervlaktebehandeling van grafitiseerde vezels om hun grensvlakverbindingssterkte met de harsmatrix te verbeteren.
6
6
Prestatie-indicatoren van hoogwaardige koolstofvezel
| Prestatiestatistieken | Numerieke waarde |
| Treksterkte (GPA) | 4.5-7.0 |
| Trekmodulus (GPA) | 250-400 |
| Dichtheid (g/cm 鲁 鲁) | 1.7-2.0 |
| Rek bij pauze (%) | 1.5-2.0 |
| Thermische expansiecoëfficiënt (10 鈦烩伓/K) | -1 |
| Thermische geleidbaarheid (w/m 路 k) | 10~20 |
| Weerstand (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
