Compass armor Carbon faser garn Verstärkungen Roving Yarn Hochleistungs-Carbon fasern 12K 24K Faser 4900MPa 230GPa

Compass armor Carbon faser garn Verstärkungen Roving Yarn Hochleistungs-Carbon fasern 12K 24K Faser 4900MPa 230GPa

Hohe Festigkeit, hoher Modul, geringe Dichte, kleiner linearer Ausdehnung koeffizient

Zug festigkeit 4900MPa
Zug modul: 230GPa
Bruchdehnung: 2,1%
Lineare Dichte: 800 g/km
Schüttdichte: 1,8g/cm3
Standard Einzel achs gewicht: 4kgs

Kohle faser (kurz CF) ist eine neue Art von Faser material mit hochfesten und hoch modul igen Fasern mit einem Kohlenstoff gehalt von mehr als 95%. Es ist ein mikro kristallines Graphit material, das durch Stapeln von organischen Fasern wie Flockengraphit-Mikro kristallen entlang der axialen Richtung der Faser erhalten wird, und durch Karbon isierung und Graphit isierung. Kohle faser ist "außen weich und innen starr", leichter als Metall aluminium, aber stärker als Stahl und hat die Eigenschaften der Korrosions beständigkeit und des hohen Moduls. Es ist ein wichtiges Material in der nationalen Verteidigung und zivilen Anwendungen. Es hat nicht nur die inhärenten Eigenschaften von Kohlenstoff materialien, sondern auch die Weichheit und Verarbeitbar keit von Textilfasern. Es ist eine neue Generation von Verstärkungs fasern.
Kohle faser hat viele aus gezeichnete Eigenschaften, wie hohe axiale Festigkeit und Modul, niedrige Dichte, hohe spezifische Leistung, kein Kriechen, ultra-hohe Temperatur beständigkeit in nicht oxidierender Umgebung, gute Ermüdung beständigkeit, spezifische Wärme und elektrische Leitfähig keit zwischen Nicht metall und Zwischen Metallen, der Wärme ausdehnung koeffizient ist klein und hat Anisotropie, Gute Korrosions beständigkeit und gute Röntgen transparenz. Gute elektrische und thermische Leitfähig keit, gute elektro magnetische Abschirmung, etc.
Im Vergleich zu herkömmlichen Glasfasern ist der Young-Modul der Kohle faser mehr als dreimal; Im Vergleich zu Kevlar-Fasern ist der Young-Modul etwa zweimal und in organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen unlöslich und nicht quell bar. Hervorragende Korrosions beständigkeit.
Am 15. Februar 2016 durchbrach China die japanische Kontroll blockade und entwickelte Hochleistungs-Kohle faser.
Zusammensetzung

Kohle faser
Kohle faser ist eine anorganische Polymer faser mit einem Kohlenstoff gehalt von mehr als 90%. Unter ihnen werden diejenigen mit einem Kohlenstoff gehalt von mehr als 99% als Graphit fasern bezeichnet. Die Mikros truktur der Kohle faser ähnelt künstlichem Graphit, bei dem es sich um eine turbo stratis che Graphit struktur handelt. Der Abstand zwischen Schichten aus Kohlenstoff fasern beträgt etwa 3,39 bis 3,42 A, und die Anordnung von Kohlenstoff atomen zwischen parallelen Schichten ist nicht so regelmäßig wie die von Graphit, und die Schichten sind durch Van-der-Waals-Kraft miteinander verbunden.
Die Struktur der Kohle faser wird normaler weise als aus zwei dimensionalen geordneten Kristallen und Poren zusammen gesetzt angesehen, und der Inhalt, die Größe und die Verteilung der Poren haben einen großen Einfluss auf die Leistung der Kohle faser.
Wenn die Porosität niedriger als ein bestimmter kritischer Wert ist, hat die Porosität keinen offen sichtlichen Einfluss auf die inter laminare Scher festigkeit, Biege festigkeit und Zug festigkeit von Kohle faser verbund werkstoffen. Einige Studien haben darauf hingewiesen, dass die kritische Porosität, die dazu führt, dass die mechanischen Eigenschaften von Materialien sinken, 1%-4% beträgt. Wenn der Poren volumen gehalt im Bereich von 0-4% liegt, nimmt die inter laminare Scher festigkeit für jede 1% ige Erhöhung des Poren volumen gehalts um etwa 7% ab. Durch die Untersuchung von Kohlefaser-Epoxidharz und Kohlefaser-Bismaleimid-Harz-Laminaten ist ersichtlich, dass, wenn die Porosität 0,9% übers ch reitet, die inter laminare Scher festigkeit zu sinken beginnt. Aus Versuchen ist bekannt, dass die Poren haupt sächlich zwischen den Faserbündeln und an der Grenzfläche zwischen den Schichten verteilt sind. Und je höher der Hohlraum inhalt ist, desto größer ist die Größe der Hohlräume und reduziert die Fläche der Zwischen schicht schnitts telle im Laminat erheblich. Wenn das Material beansprucht wird, ist es leicht, entlang der Zwischen schicht zu brechen, weshalb die Zwischen schicht scher festigkeit relativ empfindlich auf die Poren ist. Außerdem sind die Poren Spannungs konzentration bereiche und die Tragfähigkeit ist schwach. Wenn die Kraft angewendet wird, dehnen sich die Poren aus, um lange Risse zu bilden, die zerstört werden.
Selbst zwei Laminate mit gleicher Porosität (unter Verwendung unterschied licher Prepreg-Methoden und Herstellungs verfahren während desselben Aushärtung zyklus) weisen ein völlig unterschied liches mechanisches Verhalten auf. Die spezifischen Werte der Abnahme der mechanischen Eigenschaften mit der Zunahme der Porosität sind unterschied lich, was zeigt, dass der Einfluss der Porosität auf die mechanischen Eigenschaften eine große Dispersion und eine schlechte Wiederholbar keit aufweist. Die Auswirkung der Porosität auf die mechanischen Eigenschaften von Verbund laminaten ist aufgrund der großen Anzahl von Variablen ein komplexes Problem. Diese Faktoren umfassen: Form, Größe und Lage der Poren; mechanische Eigenschaften von Fasern, Matrix und Grenzflächen; statische oder dynamische Belastung.
Im Vergleich zum Porosität-und Poren aspekt verhältnis haben Porengröße und-verteilung einen größeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Es wurde festgestellt, dass große Poren (Fläche> 0, 03 mm2) die mechanischen Eigenschaften beeinträchtigen, was auf die Wirkung von Poren auf die Riss ausbreitung in der inter laminaren gel reichen Region zurück zuführen ist.
Physikalische Eigenschaften

Kohle faser hat zwei Eigenschaften der starken Zug festigkeit des Kohlenstoff materials und der weichen Verarbeitbar keit der Faser.
Es ist ein neues Material mit aus gezeichneten mechanischen Eigenschaften. Die Zug festigkeit der Kohle faser beträgt etwa 2 bis 7 GPa und der Zug modul beträgt etwa 200 bis 700 GPa. Die Dichte beträgt etwa 1,5 bis 2,0 Gramm pro Kubikzentimeter, was nicht nur mit der Struktur der ursprünglichen Seide zusammen hängt, sondern auch haupt sächlich durch die Temperatur der Karbon isierungs behandlung bestimmt wird. Im Allgemeinen wird es bei einer hohen Temperatur von 3000 ° C graphit iert, und seine Dichte kann 2,0 Gramm pro Kubikzentimeter erreichen. Gekoppelt mit seinem geringen Gewicht ist sein spezifisches Gewicht leichter als Aluminium, weniger als 1/4 Stahl, und seine spezifische Stärke ist das 20-fache der von Eisen. Der Wärme ausdehnung koeffizient der Kohle faser unter scheidet sich von anderen Fasern und hat die Eigenschaften der Anisotropie. Die spezifische Wärme kapazität von Kohlenstoff fasern beträgt im Allgemeinen 7,12. Die Wärme leitfähig keit nimmt mit steigender Temperatur ab. Parallel zur Faser richtung ist negativ (0,72 bis 0,90) und senkrecht zur Faser richtung positiv (32 bis 22). Der spezifische Widerstand der Kohle faser hängt von der Art der Faser ab. Bei 25 ° C beträgt der hohe Modul 775 und die hochfeste Kohle faser 1500 pro Zentimeter. Dadurch erhält die Kohle faser die höchste spezifische Festigkeit und den spezifischen Modul aller Hoch leistungs fasern. Verglichen mit Metall materialien wie Titan, Stahl und Aluminium hat Kohle faser die Eigenschaften einer hohen Festigkeit, eines hohen Moduls, einer niedrigen Dichte und eines kleinen linearen Ausdehnung koeffizienten in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften und kann als König neuer Materialien bezeichnet werden.
Zusätzlich zu den Eigenschaften von allgemeinen Kohlenstoff materialien, Kohle faser
Sein Aussehen hat eine bemerkens werte Anisotropie und Weichheit und kann zu verschiedenen Stoffen verarbeitet werden. Aufgrund seines geringen spezifischen Gewichts zeigt es eine hohe Festigkeit entlang der Faser achsen richtung. Kohle faser verstärkte Epoxidharz-Verbund werkstoffe haben umfassende Indikatoren für spezifische Festigkeit und spezifischen Modul., Das ist das höchste unter den vorhandenen Struktur materialien. Die Zug festigkeit von Kohle faser harz verbund werkstoffen liegt im Allgemeinen über 3500 MPa, was dem 7-bis 9-fachen von Stahl entspricht, und der Zug elastik modul beträgt 230 bis 430G Pa, was ebenfalls höher ist als der von Stahl. Die spezifische Stärke von CFK ist das Verhältnis zwischen der Festigkeit des Materials und seiner Dichte. Die spezifische Festigkeit kann mehr als 2000 MPa erreichen, während die spezifische Festigkeit von A3-Stahl nur etwa 59 MPa beträgt und sein spezifischer Modul ebenfalls höher ist als der von Stahl. Im Vergleich zu herkömmlichen Glasfasern ist Youngs Modul (bezogen auf die physikalische Größe, die den Zug-oder Druck widerstand eines Materials innerhalb der elastischen Grenze charakter isiert) mehr als dreimal so hoch wie der von Glasfaser; im Vergleich zu Kevlar-Faser, nicht nur Young's Modul Es ist ungefähr das 2-fache. Experimente mit Kohlefaser-Epoxid laminaten haben gezeigt, dass sowohl Festigkeit als auch Modul mit zunehmender Porosität abnehmen. Die Porosität hat einen großen Einfluss auf die inter laminare Scher festigkeit, Biege festigkeit und Biege modul; die Zug festigkeit nimmt mit zunehmender Porosität relativ langsam ab; der Zug modul wird weniger durch Porosität beeinflusst.

Kohle faser hat auch eine aus gezeichnete Feinheit (einer der Ausdrücke der Feinheit ist die Anzahl der Gramm 9000 Meter lange Faser), im Allgemeinen nur etwa 19 Gramm, und die Zugkraft ist so hoch wie 300kg pro Mikron. Nur wenige andere Materialien haben eine Reihe von hervorragenden Eigenschaften wie Kohle faser, so dass sie in Bereichen mit strengen Anforderungen wie Festigkeit, Steifigkeit, Gewicht und Ermüdung eigenschaften verwendet werden. Wenn Kohle faser nicht mit Luft und Oxidations mitteln in Berührung kommt, kann er hohen Temperaturen über 3000 Grad standhalten und weist eine hervorragende Wärme beständigkeit auf. Im Vergleich zu anderen Materialien beginnt die Festigkeit der Kohle faser zu sinken, wenn die Temperatur höher als 1500 Grad Celsius ist, und je höher die Temperatur, die Faser, desto größer die Intensität. Die Radial festigkeit von Kohle faser ist nicht so gut wie die axiale Festigkeit, so dass Kohle faser die Radial festigkeit vermeidet (das heißt, es kann nicht geknotet werden) und die Whisker-Leistung anderer Materialien wurde bereits stark reduziert. Darüber hinaus hat Kohle faser auch eine gute Nieder temperatur beständigkeit, wie z. B. bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff nicht spröde zu sein.

Die chemischen Eigenschaften von Kohlenstoff fasern sind dem Kohlenstoff ähnlich und es ist gegenüber allgemeinem Alkali inert, außer dass es durch starke Oxidations mittel oxidiert werden kann. Wenn die Temperatur in der Luft höher als 400 ° C ist, tritt eine offen sichtliche Oxidation auf, die CO und CO2 erzeugt. Kohle faser hat eine gute Korrosions beständigkeit gegenüber allgemeinen organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen. Es ist unlöslich und nicht quellend und seine Korrosions beständigkeit ist hervorragend. Es gibt überhaupt kein Rost problem. Einige Wissenschaftler getränkten PAN-basierte Kohlenstoff fasern in einer starken Alkali-Natriumhydroxid-Lösung im Jahr 1981. Mehr als 30 Jahre sind vergangen, und es behält immer noch die Faser form bei. Seine Schlag festigkeit ist jedoch schlecht, es ist leicht zu beschädigen und oxidiert unter Einwirkung starker Säure. Die elektromotor ische Kraft der Kohle faser ist positiv, während die der Aluminium legierung negativ ist. Wenn Kohle faser verbund werkstoffe mit Aluminium legierungen kombiniert werden, treten Metall karbon isierung, Auf kohlung und elektro chemische Korrosion auf. Daher muss Kohle faser vor dem Gebrauch oberflächen behandelt werden. Kohle faser hat auch die Eigenschaften Öl beständigkeit, Strahlungs beständigkeit, Strahlungs beständigkeit, toxische Gas absorption und Neutronen verzögerung.

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