углеродное волокно средней модульности

углеродное волокно средней модульности является ключевой категорией в современном семействе углеродных волокон, которая обеспечивает превосходный баланс между механическими свойствами, технологическим процессом и затратами, что делает его основным выбором для многих высокопроизводительных областей применения.  В отличие от высокопрочных углеродных волокон (стремление к предельной прочности на растяжение) и высокоэффективных моделей (стремление к крайней жесткости) углеродные волокна со средним модулем имеют превосходное сочетание высокой прочности и высокой модульной мощности.

Определение, технология и характеристики

Обычно мы классифицируем углеродное волокно с модулем упругости от 280 до 350 ГПа как Углеродное волокно среднего модуля упругости.  Процесс производства более сложен, чем высокопрочные волокна, и обычно используется в качестве перпендикулярного проволоки высокого качества PAN, а также для обработки графита при более высоких температурах (обычно выше 2000 °C) после предварительного окисления и карбонизации.  Этот процесс позволяет упорядочить слоистую структуру атомов углерода в волокне по оси волокна, что значительно повышает жесткость материала (т. е. модуль упругости) при сохранении высокой прочности на растяжение.  Благодаря этому принципу «скрепления и взаимоусилия» углеродное волокно со средним модулем отлично справляется со сложными условиями нагрузки.  В отличие от обычных высокопрочных волокон, оно не становится нестабильным под высоким давлением из-за недостаточной жесткости и не является относительно хрупким, как высокомодульные волокна. Кроме того, Карбоновое волокно среднего модуля унаследовало многие преимущества углеродного волокна, такие как малый вес, усталостная прочность, коррозионная стойкость и низкий коэффициент теплового расширения.

Основные области применения

Благодаря своим сбалансированным совокупным свойствам углеродное волокно средней модульности играет незаменимую роль в следующих областях:

Аэрокосмическая отрасль: это его крупнейший и наиболее представительный рынок приложений.  От крупных пассажирских самолетов (например, Boeing 787 и Airbus A350) до военных самолетов, вертолетных роторов и спутниковых конструкций композиты из углеродного волокна со средним модулем используются для изготовления основных конструкций.  Модуль удельного веса и удельная прочность обеспечивают максимальную потерю веса, а также стабильность размеров и длительный срок службы конструкций в сложных условиях.

Высококачественное промышленное и спортивное оборудование:

Промышленный сектор: для создания высокоточных роботизированных манипуляторов, трехмерных измерительных стрел, высококачественных корпусов беспилотных летательных аппаратов и высокоточных измерительных платформ, высокая жесткость которых обеспечивает точность операций и быстрое динамическое реагирование.

Спортивное оборудование: Идеальный материал для изготовления велосипедных рам высшего класса, теннисных ракет-ракеток, гребли и парусных мачт  Он обеспечивает как исключительную эффективность передачи энергии (благодаря высокой жесткости), так и удобство управления (благодаря высокой прочности и демпфированию).

Новые области применения: В ветроэнергетике сплав Среднемодульное углеродное волокно используется для производства длинных, легких лопастей вентиляторов, повышающих эффективность улавливания энергии ветра; в автомобильной промышленности он также начинает применяться в легких кузовах и шасси для автомобилей класса люкс и гоночных автомобилей.

Резюме и перспективы

Успех углеродного волокна средней модульной конструкции заключается в его превосходном балансе производительности, что делает его одним из самых идеальных связующих материалов от идеи проектирования до инженерной практики.  С развитием производственных технологий и постепенным снижением стоимости, его применение проникает из высшего аэрокосмического сектора в более широкий промышленный и гражданский сектор, что постоянно способствует облегчению и модернизации высокоуровневого оборудования, является важным показателем для измерения уровня применения новых материалов в стране.