הַגדָרָה
סיבי פחמן מסדר גבוה יותר מתייחסים לסיבי פחמן בעלי חוזק מתיחה גבוה (גדול מ- 4.5 GPa) ומודולוס מתיחה גבוה (גדול מ- 250 GPA). בהשוואה לסיבי פחמן רגילים, סיבי פחמן בסדר גודל גבוה צפופה יותר במבנה ויש לה פחות פגמים, כך שיש לו תכונות מכניות טובות יותר ויציבות תרמית.
מאפיינים של סיבי פחמן מתקדמים
חוזק גבוה: חוזק המתיחה של סיבי פחמן בדרגה גבוהה הוא 5-7 פעמים מזה של פלדה ויותר מפי 10 מזה של סגסוגת אלומיניום.
מודולוס גבוה: מודול המתיחה של סיבי פחמן בסדר גודל גבוה הוא 2-3 פעמים מזה של פלדה ויותר מ -5 פעמים מזה של סגסוגת אלומיניום.
צפיפות נמוכה: הצפיפות של סיבי פחמן בסדר גודל גבוה היא רק 1. 7-2. 0 g/cm³, שהוא 1/4 של פלדה ו 1/2 של סגסוגת אלומיניום.
עמידות בפני טמפרטורה גבוהה: סיבי פחמן בדרגה גבוהה יכולים לעמוד בטמפרטורות גבוהות מעל 2000 מעלות בסביבת גז אינרטי.
עמידות בפני קורוזיה: סיבי פחמן בסדר גודל גבוה הם בעלי עמידות בפני קורוזיה מצוינת לתקשורת כימית כמו חומצות, אלקאליס ומלחים.
מקדם התרחבות נמוך: מקדם ההתרחבות התרמית של סיבי פחמן בסדר גודל גבוה קרוב לאפס, והיציבות הממדית מצוינת בסביבת שינויי הטמפרטורה.
מוליכות חשמלית ותרמית: סיבי פחמן בדרגה גבוהה הם בעלי תכונות מוליכות חשמליות ותרמיות טובות וניתן להתאים אותם לפי הצורך.
תהליך הייצור של סיבי פחמן מתקדמים
תהליך הייצור של סיבי פחמן בסדר גודל גבוה כולל בעיקר את הצעדים הבאים:
1
>>
הכנת מבשר:
Polyacrylonitrile באיכות גבוהה (PAN) או אספלט נבחר כחומר גלם, והמבשר מיוצר באמצעות ספינינג, ניסוח ותהליכים אחרים.
2
>>
קדם חמצון:
המבשר מחוקק מראש באוויר במידה 200-300 כדי לקשר בין המבנה המולקולרי שלו ליצירת מבנה טרפזואלי יציב.
3
>>
פִּחוּם:
המבשר המוחלט מראש מחומם לתואר 1000-1500 בסביבת גז אינרטי כדי לגרום לתכולת הפחמן שלו להגיע ליותר מ- 90%.
4
>>
גרפיטיזציה:
הסיבים הפחמניים מחוממים לתואר 2500-3000 בסביבת גז אינרטי כדי להפוך את מבנה הקריסטלי של הגרפיט למושלם יותר, ולשפר את המודולוס ואת חוזק הסיב.
5
>>
טיפול פני השטח:טיפול פני השטח בסיבים גרפיים כדי לשפר את חוזק הקשר הבין -ממשקי שלהם עם מטריצת השרף.
6
6
אינדיקטורים לביצועים של סיבי פחמן בדרגה גבוהה
| מדדי ביצועים | ערך מספרי |
| חוזק מתיחה (GPA) | 4.5-7.0 |
| מודולוס מתיחה (GPA) | 250-400 |
| צפיפות (g/cm 鲁) | 1.7-2.0 |
| התארכות בהפסקה (%) | 1.5-2.0 |
| מקדם התפשטות תרמית (10 鈦烩伓/k) | -1 |
| מוליכות תרמית (w/m 路 k) | 10~20 |
| התנגדות (惟路 ס"מ) | 10⁻³-10⁻⁴ |
