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材料说:碳纤维制造过程及应用

作者:镒凯来源:互联网 日期:2019年1月17日 15:36

  碳纤维制造过程

福建快3APP下载   第一步拉丝:把原材料经过加热,它是增强材料:缠绕成型用的增强材料,主要是各种纤维纱:如无碱玻璃纤维纱,中碱玻璃纤维纱,碳纤维纱,高强玻璃纤维纱,芳纶纤维纱及表面毡等。树脂基体,及各种填料。,挤压形成凝胶形状的丝条,塑料纤维是用数千条计的细丝组成。

  第二步稳定:经过400度加热氧化,使热塑性大分子转换成耐热性结构。使其在高温下不融不燃,保持纤维形状,热力处于稳定状态碳化:加温1千-2千度将非碳原子驱离,随着高温氧化变成黑色,再经过碳化炉碳原子结合在纤维上。

  第三步石墨化:平行的长丝在经过带电腐蚀表面以便更好的吸收树脂,用几百根纤维组成纤维网,树脂涂布与纤维网同时进入机器内加热树脂吸附在纤维网上,通过挤压树脂渗入到纤维网丝内,冷却后液态树脂就成凝胶状。

  原理就如同把一张纸完全粘贴成一叠厚厚的纸堆,纸堆就会变得坚固。

  碳纤维材料的应用

  碳纤维复合材料作为一种高大上的材料,其应用领域自然也是比较高端的,包括:航空航天、航海、轨道交通、风电、公共基础设施、医疗和工业设备、体育休闲产品,以及时尚生活用具等领域。以下选取了其中5个领域。

  1航空航天和国防

  预计到2024年,航空航天行业的碳纤维复合材料市场将占据190亿美元的最大份额。军事和商业航空领域的增长将主要推动该领域规模的增长。商用飞机的高碳纤维需求可归因于飞行承受能力的提高,这导致了全球航空客运量的增长。这种客运量的增加将进一步巩固未来几年该领域的优势。

  2汽车

  2016年,汽车占据了20%以上的显要份额和超过2.5万吨的需求。福建快3APP下载在汽车行业使用碳纤维复合材料主要归因于碳纤维复合材料基体材料的高效生产而降低了价格。由于价格下降,碳纤维复合材料也可以在未来几年用于中级车。混合动力跑车在它们的i系列热衷采用碳纤维复合材料。2015年大约卖出了2.4万辆i3和5500辆i8,进一步为行业大幅增长做出了贡献。

  3风能

  到2021年,风力涡轮机复合材料市场预计将达到121.7亿美元,2016年至2021年的复合年增长率为9.28%

福建快3APP下载   用于生产风力涡轮机叶片的碳纤维的需求的增长以及对可再生能源需求的增加正在推动该市场的增长。然而,与碳纤维和环氧树脂等原材料的高成本以及复合材料的可回收性问题相关的问题是阻碍碳纤维复合材料市场增长的因素。

  4体育&休闲

  碳纤维的高强度、高模量和轻质特性使体育运动产品达到了新的性能水平。高尔夫球杆、网球拍、滑雪橇、滑雪板、曲棍球棒、钓鱼竿、棒球棒和自行车的性能都通过碳纤维增强材料得以提高,并且进一步增加体育器械的机会是无穷的。

  在体育用品中使用碳纤维的原因不仅在于其轻质和耐用的特性,而且在设计极其特定的应用时也有很大的自由度。2016年该领域碳纤维复合材料需求量为1.5万吨,预计到2022年将达到2.1万吨

  5义肢

  在美国,下肢截肢是截肢数量中最多的,这导致下肢义肢的碳纤维复合材料的使用量增加。与上肢义肢装置相比,患者个人更关心下肢义肢装置。 根据Amputee Collation的统计数据,大约65%的截肢是下肢截肢的。义肢制造公司正在为下肢义肢提供更多的碳纤维复合材料产品。Össur、Ottobock、Hanger 公司、The Ohio Willow Wood 公司和Allard USA 公司是一些义肢制造公司,提供碳纤维复合材料的下肢义肢。因此,在北美,用于义肢的碳纤维复合材料的使用量也在增长,从而促进了市场收入的增加。

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