definice
Uhlíková vlákna vyššího řádu se vztahují na uhlíková vlákna s vysokou pevností v tahu (větší než 4,5 GPA) a modul s vysokým tahem (větší než 250 GPA). Ve srovnání s běžným uhlíkovým vláknem je uhlíková vlákna vysokého řádu hustší ve struktuře a má méně defektů, takže má lepší mechanické vlastnosti a tepelnou stabilitu.
Charakteristiky špičkových uhlíkových vláken
Vysoká pevnost: Pevnost v tahu vysoce kvalitního uhlíkového vlákna je 5-7 časy oceli a více než 10krát větší než hliníková slitina.
Vysoký modul: Modul v tahu uhlíkového vlákna s vysokým řádem je 2-3 časy oceli a více než 5krát vyšší než u slitiny hliníku.
Nízká hustota: Hustota uhlíkového vlákna vysokého řádu je pouze 1. 7-2. 0 g/cm³, což je 1/4 oceli a 1/2 slitiny hliníku.
Odolnost s vysokou teplotou: Vysoce kvalitní uhlíková vlákna vydrží vysoké teploty nad 2000 stupňů v prostředí inertního plynu.
Odolnost proti korozi: Uhlíková vlákna s vysokým řádem mají vynikající odolnost proti korozi vůči chemickým médiím, jako jsou kyseliny, alkaliky a soli.
Nízký koeficient expanze: Koeficient tepelné roztažnosti uhlíkových vláken vysokého řádu je téměř nula a rozměrová stabilita je vynikající v prostředí změn teploty.
Elektrická a tepelná vodivost: Vysoce kvalitní uhlíková vlákna mají dobré elektrické a tepelné vodivosti a lze je podle potřeby upravit.
Výrobní proces špičkových uhlíkových vláken
Výrobní proces uhlíkových vláken s vysokým řádem zahrnuje hlavně následující kroky:
1
>>
Příprava předchůdce:
Jako surovina je vybrána vysoce kvalitní polyakrylonitril (PAN) nebo asfalt a prekurzor se provádí spřádáním, navrhováním a dalšími procesy.
2
>>
Předoxidace:
Prekurzor je předem oxidován ve vzduchu na 200-300 stupně, aby se zkroucený molekulární strukturu vytvořil stabilní lichoběžnou strukturu.
3
>>
Karbonizace:
Předem oxidovaný prekurzor je zahříván na 1000-1500 stupeň v prostředí inertního plynu, aby jeho obsah uhlíku dosáhl více než 90%.
4
>>
Grafitizace:
Karborované vlákno se zahřívá na 2500-3000 stupeň v prostředí inertního plynu, aby byla jeho grafitová krystaliteová struktura dokonalejší a zlepšila modul a sílu vlákna.
5
>>
Ošetření povrchu:Povrchové ošetření grafitizovaných vláken za účelem zlepšení síly jejich mezifázové vazby s pryskyřičnou matricí.
6
6
Indikátory výkonu vysoce kvalitního uhlíkového vlákna
| Metriky výkonu | Numerická hodnota |
| Pevnost v tahu (GPA) | 4.5-7.0 |
| Modul tahu (GPA) | 250-400 |
| Hustota (g/cm 鲁) | 1.7-2.0 |
| Prodloužení při přestávce (%) | 1.5-2.0 |
| Koeficient tepelné roztažnosti (10 鈦烩伓/K) | -1 |
| Tepelná vodivost (W/M 路 K) | 10~20 |
| Odpor (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
