самый передовой материал XXI века: углеродное волокно

Углеродное волокно, материал с высокими эксплуатационными характеристиками, содержащий более 90% углерода, производится путем разложения органических волокон в структуру углеродного каркаса при высоких температурах. Оно обладает присущими углеродным материалам свойствами, сохраняя при этом гибкость и обрабатываемость текстильных волокон. В связи с этим оно широко применяется в лопастях ветряных турбин, аэрокосмической промышленности, спортивных и туристических изделиях, сосудах под давлением, углерод/углеродных композитах и транспортной инфраструктуре. Углеродное волокно является незаменимым стратегическим материалом для национального экономического развития.

Классификация

1. По сырью

Углеродные волокна делятся на три основные системы сырьевых материалов: на основе полiacрилонитрила, на основе пека и на основе вискозы. Среди них углеродные волокна на основе пека и вискозы имеют относительно ограниченное применение и небольшие объемы производства. Однако углеродные волокна на основе полиакрилонитрила обладают превосходными структурными и функциональными характеристиками, что делает их преобладающим видом в разработке и применении углеродных волокон, составляя более 90% мирового производства.

2. По количеству волокон

Углеродные волокна можно классифицировать как малотоннажные или крупнотоннажные в зависимости от количества волокон. Малотоннажные углеродные волокна — это волокна с количеством нитей <24K, изначально преобладали 1K, 3K и 6K, постепенно развиваясь до 12K и 24K. Эти волокна обладают выдающимися механическими свойствами: прочность при растяжении составляет от 3500 до 7000 МПа, а модуль упругости при растяжении — от 230 до 680 ГПа. Они применяются в основном в высокотехнологичных отраслях, таких как оборона, аэрокосмическая промышленность и военные технологии, а также в спортивных и туристических товарах. Примеры включают самолеты, ракеты, космические аппараты, спутники, рыболовные снасти, клюшки для гольфа и теннисные ракетки.

Крупноразмерные углеродные волокна, как правило, обозначают те, у которых количество нитей превышает 48K, включая варианты 48K, 60K и 80K. Они обладают пределом прочности при растяжении 3500–5000 МПа и модулем упругости при растяжении 230–290 ГПа. Основные области применения — производство автомобилей, лопасти ветряных турбин, энергоэффективное строительство, текстильная промышленность, медицинское и лечебно-профилактическое оборудование, электромеханические системы, гражданское строительство и транспортная инфраструктура.

Мелкоразмерные углеродные волокна обеспечивают более высокие эксплуатационные характеристики, но стоят дороже, тогда как крупноразмерные волокна обладают относительно более низкими характеристиками, но меньшей стоимостью. Основное преимущество крупноразмерных волокон по сравнению с мелкоразмерными заключается в значительном увеличении производственной мощности на одной линии при одинаковых условиях производства, что позволяет добиться экономически эффективного выпуска продукции. Кроме того, они демонстрируют более высокую эффективность укладки при изготовлении композитов, потенциально снижая производственные затраты более чем на 30%.

3. По механическим свойствам

Прочность на растяжение и модуль упругости при растяжении являются двумя наиболее важными показателями для оценки характеристик углеродного волокна. Прочность на растяжение обычно обозначает максимальное напряжение, которое материал может выдержать перед разрушением, а модуль упругости отражает соотношение напряжения к деформации при упругой деформации и характеризует жесткость материала. Углевые волокна делятся на две серии: серия T (углеродные волокна высокой прочности) и серия M (высокомодульные углевые волокна ). Углеродные волокна серии T более широко используются на рынке, включая марки T300, T400, T700, T800 и T1100.

Компания RDS Composite может поставлять продукцию из углеродного волокна в соответствии с требованиями заказчика. Наши продукты тщательно контролируются на всех этапах — от закупки сырья до всего производственного процесса, чтобы соответствовать международным стандартам. Мы стремимся предоставлять вам продукцию надежного качества и своевременное обслуживание.