Технология производства капота из карбонового волокна
Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Апреля 2012 в 20:21, курсовая работа
Краткое описание
Углеродные волокна (УВ) относятся к переходным формам углерода, структурные элементы которого близки к графиту. Кратко рассмотрев особенности переходных форм углерода, остановимся на современных представлениях о структуре углеродных волокон.
Способ получения волокон из углерода - неплавкого и нерастворимого вещества - подсказан впервые Эдисоном и Сваном еще в 1880 г. Им удалось, нагревая органические волокна в определенных условиях, не разрушать их, а превращать в углеродные.
Оглавление
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
СТРУКТУРА УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
МОРФОЛОГИЯ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
СВОЙСТВА УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
ТИПЫ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
КЛАССИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН
Технология получения углеродных волокон
ЛИТЕРАТУРА
Файлы: 1 файл
технология производство и изделия капота порше каен из карбонового волокна.docx
— 1.11 Мб (Скачать)Время, необходимое для стабилизации ГЦВ, меняется от 20 мин до 10 ч при проведении реакции в условиях реакционно-активных газовых сред.
ГЦВ карбонизируется в основном при температуре 1000¸1500 °С в атмосфере инертного газа. Карбонизация проводится под натяжением, что увеличивает степень ориентации и повышает физико-механические свойства графитизированных моноволокон. Натяжение при карбонизации моноволокон эффективно, так как происходит перестройка графитовой структуры, и она становится более податливой.
Графитизацию волокон проводят при температуре выше 2800 °С. Волокна находятся при этой температуре очень короткое время, но за этот промежуток времени волокна могут быть дополнительно вытянуты на 100 %. Эта вытяжка обеспечивает ориентацию, позволяющую достичь высоких физико-механических свойств УВ. Модуль упругости вытянутого в процессе графитизации УВ 700 ГПа, в то время как невытянутое волокно имеет модуль ~70 ГПа.
Процесс термовытяжки УВ при графитизации оказывается весьма дорогим, и это существенно влияет на относительно высокую стоимость УВ из ГТЦ.
Обработка УВ
УВ часто подвергаются дополнительной обработке, включая поверхностную обработку и (или) нанесение замасливателей. Это делается для улучшения совместимости УВ со связующими и улучшения возможности переработки.
Органические покрытия, наносимые при такой обработке с замасливанием, обычно имеют массовую долю 0,5¸7%. Для обработки применяются поливиниловый спирт, эпоксидные смолы, полиимиды и воду. Эти покрытия наносят как на подвергшуюся обработке, так и на исходную поверхность волокна. Это не только повышает перерабатываемость и абразивную стойкость УВ, но и улучшает его адгезию к полимерной матрице.
Поверхностная обработка - окисление, нанесение органического или неорганического покрытия, вискоризация или облучение (табл. 5). Идеальная поверхностная обработка волокон должна приводить к увеличению сдвиговых характеристик волокон при очень малом влиянии на продольные физико-механические свойства. Кроме этого, она должна быть кратковременной, хорошо контролируемой и недорогостоящей. Наиболее распространенной является жидкостная окислительная термообработка. Газовое («сухое») окисление связано с большими трудностями контроля.
Таблица 5. Влияние поверхностной обработки на свойства УВ и композитов из них
| Обработка | Влияние на механические свойства |
| «Мокрое окисление | |
| HNO3 | Возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге на 25¸200%. Снижается предел прочности при растяжении. Эффект связан со степенью графитизации и свойствами исходного волокна |
| KMIKVH2SO4 | Возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге на 100¸200%. Уменьшаются пределы прочности и текучести при растяжении |
| Гипохлорит, NaCl О | На 30¸100% возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге |
| Хромовая кислота | Уменьшается предел прочности при растяжении. Волокно разрушается |
| Электролитический NaOH | На 70¸120 % возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге, но снижается предел прочности при растяжении |
| «Сухое» окисление | |
| Вакуумная десорбция | На 20 % повышается предел прочности при межслоевом сдвиге |
| Воздух | На 10¸200 % возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге, но процесс трудно контролируется |
| Кислород или озон | На 20¸40 % повышается предел прочности при межслоевом сдвиге, но процесс трудно контролируется |
| Каталитическое окисление | На 50¸100 % возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге |
| Покрытие | |
| HNO3 -f- полимерное покрытие | Возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге значительнее, чем при обработке только HNO3 |
| Воздух (или другие газы, содержащие свободный кислород) и блоксополимеры | Возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге на 50¸100 % |
| Нанесение покрытия из газовой фазы | |
| Пиролитический углерод | На 25¸60 % возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге в зависимости от типа волокна |
| Кремний (силиконы) | Небольшое возрастание
предела прочности при |
| Металлы | Возрастает стойкость к окислению |
| Вискеризация | На 200¸400 % возрастает предел прочности при межслоевом сдвиге для различных типов волокон |
| Радиационная обработка | Наблюдается слабое возрастание пределов прочности при межслоевом сдвиге и изгибе |
Литература
1. Конкин А.А. Углеродные и другие жаростойкие волокнистые материалы. - М.: Химия, 1974.
2. Мелешко А.И., Семенов В.И., Шайдуров B. C. Производство углеродных волокон и пластиков на их основе / Под ред. С.П. Половникова. - ГОНТИ-25, 1992, сер. VIII, № 60.
3. Ruland, IV. et. al. General struktyral features of carbon fibres. - Int. Conference on carbon fibres, their composites and applications. - London, 1971, p.9.
4. Fourdeux, A. et. al. Structure of carbon fibers // C. R. Acad. Sci. Ser. C., 1969, vol.269, no.25.
5. Jonson, J. International Conference on Carbon Fibres, their Composites and Applications. - London, 1971, p.39.
6. Wicks, B. Direct observations of the internal structure of carbon fibers // J. Ma - ter. Sci., 1971, vol.6, № 2.
7. Jleeum P. M. Химическая структура углеродных волокон 11 Химические волокна, 1979, № 3.
8. Фиалков А.С. Углеграфитовые материалы. - М.: Энергия, 1979.
Barnet, F. R., and Norr, M. K. The etching of carbon fibres to show structure. - Carbon fibres, their place in modern technology. - London, 1971, p.6. Мелешко A. M., Горбачева В.О., Федюков Е. М Зависимость хемостойкости углеродных волокон от их структуры: В кн.: Структура, свойства и применение углеродных волокнистых материалов // Труды ВНИИВ. - Мытищи, 1975
Размещено
на Allbest.ru