ڪاربن فائبر انڊسٽري جو گہرے تجزيو: اعلي ترقي، نئين مواد جي وسيع جاء ۽ اعلي معيار جي ٽريڪ

ڪاربن فائبر، 21 صدي ۾ نئين مواد جي بادشاهه طور سڃاتو وڃي ٿو، مواد ۾ هڪ روشن موتي آهي.ڪاربن فائبر (سي ايف) هڪ قسم جو غير نامياتي فائبر آهي جيڪو 90 سيڪڙو کان وڌيڪ ڪاربان مواد سان آهي.نامياتي فائبر (viscose based, pitch based, polyacrylonitrile based fibers, etc.) پائيرولائز ۽ ڪاربنائيز ٿين ٿا تيز گرمي پد تي ڪاربان جي پٺ جي بون ٺاهڻ لاءِ.

مضبوط ٿيل فائبر جي نئين نسل جي طور تي، ڪاربان فائبر شاندار ميڪيڪل ۽ ڪيميائي ملڪيت آهي.اهو نه رڳو ڪاربن مواد جي موروثي خاصيتون آهي، پر ٽيڪسٽائل فائبر جي نرمي ۽ عمل جي صلاحيت پڻ آهي.تنهن ڪري، ان کي وڏي پيماني تي فضائي، توانائي سامان، آمد و رفت، راندين ۽ تفريحي شعبن ۾ استعمال ڪيو ويندو آهي

هلڪو وزن: بهترين ڪارڪردگي سان هڪ اسٽريٽجڪ نئين مواد جي طور تي، ڪاربان فائبر جي کثافت لڳ ڀڳ هڪ ئي آهي جيترو ميگنيشيم ۽ بيريليم، اسٽيل جي 1/4 کان گهٽ.ڪاربان فائبر ڪمپوزٽ کي ڍانچي مواد طور استعمال ڪرڻ سان 30% - 40% تائين ساخت جو وزن گھٽجي سگھي ٿو.

اعلي طاقت ۽ اعلي ماڊلس: ڪاربان فائبر جي مخصوص طاقت اسٽيل جي ڀيٽ ۾ 5 ڀيرا وڌيڪ آهي ۽ ايلومينيم مصر جي ڀيٽ ۾ 4 ڀيرا وڌيڪ آهي.مخصوص ماڊيولس ٻين ساختي مواد جي 1.3-12.3 ڀيرا آهي.

ننڍي توسيع جي کوٽائي: اڪثر ڪاربن فائبرن جي حرارتي توسيع جي گنجائش ڪمري جي گرمي پد تي منفي آهي، 0 تي 200-400 ℃، ۽ صرف 1.5 1000 ℃ × 10-6 / K کان گهٽ، تيز ڪم ڪرڻ جي ڪري وڌائڻ ۽ خراب ڪرڻ آسان ناهي. گرمي پد.

سٺي ڪيميائي corrosion مزاحمت: ڪاربان فائبر اعلي خالص ڪاربان مواد آهي، ۽ ڪاربان سڀ کان وڌيڪ مستحڪم ڪيميائي عنصرن مان هڪ آهي، جنهن جي نتيجي ۾ تيزابي ۽ alkali ماحول ۾ ان جي تمام مستحڪم ڪارڪردگي، جنهن کي ڪيميائي مخالف corrosion مصنوعات جي سڀني قسمن ۾ ڪري سگهجي ٿو.

مضبوط ٿڪ جي مزاحمت: ڪاربان فائبر جي جوڙجڪ مستحڪم آهي.پوليمر نيٽ ورڪ جي انگن اکرن موجب، لکين چڪرن جي دٻاءُ جي ٿڪائي ٽيسٽ کان پوءِ، جامع جي طاقت برقرار رکڻ جي شرح اڃا تائين 60٪ آهي، جڏهن ته اسٽيل جو 40٪ آهي، ايلومينيم 30٪ آهي، ۽ گلاس فائبر مضبوط ٿيل پلاسٽڪ صرف 20 آهي. ٪ - 25٪.

ڪاربان فائبر جو مجموعو ڪاربن فائبر کي ٻيهر مضبوط ڪرڻ وارو آهي.جيتوڻيڪ ڪاربن فائبر اڪيلو استعمال ڪري سگھجي ٿو ۽ هڪ خاص فنڪشن کي ادا ڪري ٿو، اهو سڀ کان پوء هڪ ڀريل مواد آهي.صرف ان صورت ۾ جڏهن ان کي ميٽرڪس مادي سان ملائي ڪاربان فائبر جو ڪمپوزٽ ٺاهيو وڃي ته اهو پنهنجي مشيني خاصيتن کي بهتر راند ڏئي سگهي ٿو ۽ وڌيڪ بوجھ کڻي سگھي ٿو.

ڪاربن فائبر مختلف طول و عرض جي مطابق درجه بندي ڪري سگھجن ٿيون جهڙوڪ اڳوڻو قسم، پيداوار جو طريقو ۽ ڪارڪردگي

اڳڪٿي جي قسم جي مطابق: polyacrylonitrile (Pan) جي بنياد تي، پچ جي بنياد تي (isotropic، mesophase)؛ويسڪوز جو بنياد (سيلوز جو بنياد، ريون جو بنياد).انهن مان، polyacrylonitrile (Pan) تي ٻڌل ڪاربان فائبر مکيه اسٽريم پوزيشن تي قبضو ڪري ٿو، ۽ ان جي پيداوار ڪل ڪاربان فائبر جي 90٪ کان وڌيڪ آهي، جڏهن ته ويسڪوز تي ٻڌل ڪاربان فائبر 1٪ کان گهٽ آهي.

پيداوار جي حالتن ۽ طريقن جي مطابق: ڪاربان فائبر (800-1600 ℃)، گرافائٽ فائبر (2000-3000 ℃)، چالو ڪاربن فائبر، وانپ وڌيل ڪاربان فائبر.

مشيني ملڪيت جي مطابق، ان کي عام قسم ۽ اعلي ڪارڪردگي جي قسم ۾ ورهائي سگھجي ٿو: عام قسم جي ڪاربان فائبر جي طاقت 1000MPa بابت آھي، ۽ ماڊل 100GPa بابت آھي؛اعلي ڪارڪردگي جي قسم کي اعلي طاقت جي قسم ۾ ورهائي سگهجي ٿو (طاقت 2000mPa، modulus 250gpa) ۽ اعلي ماڊل (modulus 300gpa يا وڌيڪ)، جن ۾ 4000mpa کان وڌيڪ طاقت کي الٽرا-هائي طاقت جو قسم پڻ سڏيو ويندو آهي، ۽ ماڊلس 450gpa کان وڌيڪ آهي. الٽرا هاء ماڊل سڏيو ويندو آهي.

ٽو جي سائيز جي مطابق، ان کي ننڍي ٽو ۽ وڏي ٽو ۾ ورهائي سگھجي ٿو: ننڍڙو ٽو ڪاربن فائبر بنيادي طور تي 1K، 3K ۽ 6K شروعاتي اسٽيج تي، ۽ تدريجي طور تي 12K ۽ 24K ۾ ترقي ڪئي وئي، جيڪا خاص طور تي ايرو اسپيس، راندين ۾ استعمال ٿئي ٿي. ۽ تفريحي ميدان.48K کان مٿي ڪاربن فائبر عام طور تي وڏي ٽو ڪاربن فائبر سڏيو ويندو آهي، جنهن ۾ 48K، 60K، 80K، وغيره شامل آهن، جيڪي خاص طور تي صنعتي شعبن ۾ استعمال ٿيندا آهن.

tensile طاقت ۽ tensile modulus ٻه مکيه انڊيڪس آهن ڪاربن فائبر جي ملڪيتن جو جائزو وٺڻ لاءِ.ان جي بنياد تي، چين 2011 ۾ PAN تي ٻڌل ڪاربان فائبر (GB/t26752-2011) لاءِ قومي معيار جاري ڪيو. ساڳئي وقت، عالمي ڪاربن فائبر جي صنعت ۾ Toray جي تمام وڏي فائدي جي ڪري، اڪثر گھريلو ٺاهيندڙن کي Toray جي درجه بندي جي معيار کي پڻ اختيار ڪيو ويو. هڪ حوالي جي طور تي.

1.2 اعلي رڪاوٽون اعلي اضافو قدر آڻيندو.عمل کي بهتر بڻائڻ ۽ وڏي پئماني تي پيداوار کي يقيني بڻائي سگهجي ٿو قيمت گھٽائي ۽ ڪارڪردگي وڌائي

1.2.1 صنعت جي ٽيڪنيڪل رڪاوٽ اعلي آهي، اڳوڻي پيداوار بنيادي آهي، ۽ ڪاربنائيزيشن ۽ آڪسائيڊشن اهم آهي

ڪاربان فائبر جي پيداوار جي عمل پيچيده آهي، جنهن کي اعلي سامان ۽ ٽيڪنالاجي جي ضرورت آهي.هر لنڪ جي سڌائي، گرمي پد ۽ وقت جو ڪنٽرول حتمي پراڊڪٽ جي معيار کي تمام گهڻو متاثر ڪندو.Polyacrylonitrile ڪاربان فائبر سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل ۽ سڀ کان وڌيڪ پيداوار ڪاربن فائبر بڻجي چڪو آهي ان جي نسبتا آسان تياري جي عمل جي ڪري، گهٽ پيداوار جي قيمت ۽ ٽن فضول جي آسان نيڪال جي ڪري.مکيه خام مال پروپين کي خام تيل مان ٺاهيو وڃي ٿو، ۽ PAN ڪاربن فائبر انڊسٽري زنجير ۾ بنيادي توانائي کان ٽرمينل ايپليڪيشن تائين مڪمل پيداوار واري عمل شامل آهي.

خام تيل مان پروپين تيار ڪرڻ کان پوءِ، پروپين حاصل ڪئي وئي پروپين جي سليڪٽيو ڪيٽيليٽڪ ڊيهائيڊروجنيشن (PDH) ذريعي؛

Acrylonitrile propylene جي amoxidation ذريعي حاصل ڪيو ويو.Polyacrylonitrile (Pan) اڳوڻو پوليمرائيزيشن ۽ acrylonitrile جي گھمڻ ذريعي حاصل ڪيو ويو؛

Polyacrylonitrile اڳي آڪسائيڊ ٿيل آهي، ڪاربان فائبر حاصل ڪرڻ لاءِ گهٽ ۽ تيز گرمي پد تي ڪاربان ٿيل آهي، جنهن کي ڪاربان فائبر جي ڪپڙي ۽ ڪاربان فائبر جي تياري ۾ ڪاربان فائبر ڪمپوزائٽس جي پيداوار لاءِ تيار ڪري سگهجي ٿو.

ڪاربان فائبر کي رين، سيرامڪس ۽ ٻين مواد سان گڏ ڪيو ويندو آهي ڪاربن فائبر مرکب ٺاهڻ لاء.آخرڪار، آخري پروڊڪٽس لاء هيٺيون ايپليڪيشنون حاصل ڪيون ويون آهن مختلف مولڊنگ عملن ذريعي؛

اڳوڻن جي معيار ۽ ڪارڪردگي جي سطح سڌو سنئون ڪاربان فائبر جي آخري ڪارڪردگي جو اندازو لڳائي ٿو.تنهن ڪري، گھمڻ واري حل جي معيار کي بهتر بڻائڻ ۽ اڳوڻن ٺهڻ جي فڪر کي بهتر ڪرڻ اعلي معيار جي ڪاربن فائبر تيار ڪرڻ جا اهم نقطا بڻجي ويندا آهن.

"Polyacrylonitrile جي بنياد تي ڪاربن فائبر اڳڪٿي جي پيداوار جي عمل تي تحقيق" جي مطابق، گھمڻ واري عمل ۾ بنيادي طور تي ٽي ڀاڱا شامل آهن: ويٽ اسپننگ، سڪل اسپننگ ۽ سڪل ويٽ اسپننگ.هن وقت، گندو اسپننگ ۽ خشڪ گندي اسپننگ خاص طور تي گھر ۽ ٻاهران polyacrylonitrile اڳڪٿي پيدا ڪرڻ لاء استعمال ڪيا ويا آهن، جن مان گلي اسپننگ سڀ کان وڏي پيماني تي استعمال ٿيل آهي.

ويٽ اسپننگ پهريون ڀيرو اسپنرٽ جي سوراخ مان گھمڻ واري محلول کي ڪڍي ٿو، ۽ گھمڻ وارو محلول ننڍي وهڪري جي صورت ۾ ڪوگوليشن غسل ۾ داخل ٿئي ٿو.polyacrylonitrile اسپننگ سلوشن جي اسپننگ ميڪانيزم اهو آهي ته اسپننگ سلوشن ۽ Coagulation bath ۾ DMSO جي ڪنسنٽريشن جي وچ ۾ هڪ وڏو خال آهي، ۽ coagulation bath ۽ polyacrylonitrile محلول ۾ پاڻي جي ڪنسنٽريشن جي وچ ۾ پڻ وڏو خال آهي.مٿين ٻن ڪنسنٽريشن فرقن جي رابطي جي تحت، مائع ٻن طرفن ۾ ڦهلائڻ شروع ڪري ٿو، ۽ آخرڪار ماس ٽرانسفر، گرمي جي منتقلي، مرحلن جي توازن واري حرڪت ۽ ٻين عملن ذريعي تنتن ۾ ڳري ٿو.

اڳڪٿي جي پيداوار ۾، ڊي ايم ايس او جي بقايا مقدار، فائبر سائيز، مونوفيلامينٽ جي طاقت، ماڊيولس، ڊگھائي، تيل جي مواد ۽ ٽھلندڙ پاڻي جي گھٽتائي اڳوڻن جي معيار کي متاثر ڪرڻ وارا اھم عنصر بڻجي ويندا آھن.مثال طور DMSO جي بقايا مقدار کي کڻڻ، ان کي اڳوڻن جي ظاهري ملڪيت، ڪراس-سيڪشن اسٽيٽ ۽ فائنل ڪاربان فائبر پراڊڪٽ جي CV قدر تي اثر پوي ٿو.DMSO جي بقايا رقم گھٽ، پيداوار جي اعلي ڪارڪردگي.پيداوار ۾، DMSO خاص طور تي ڌوئڻ جي ذريعي هٽايو ويندو آهي، تنهنڪري ڌوئڻ جي گرمي کي ڪيئن ڪنٽرول ڪرڻ، وقت، پاڻي جي پاڻي جي مقدار ۽ ڌوئڻ واري چڪر جو مقدار هڪ اهم ڪڙي بڻجي ويندو آهي.

اعلي معيار جي polyacrylonitrile اڳڪٿي ۾ ھيٺيون خاصيتون هجڻ گهرجن: اعلي کثافت، اعلي ڪرسٽلنيٽي، مناسب طاقت، گول ڪراس سيڪشن، گهٽ جسماني خرابيون، هموار مٿاڇري ۽ يونيفارم ۽ ٿلهي چمڙي جي بنيادي جوڙجڪ.

ڪاربنائيزيشن ۽ آڪسائيڊشن جي درجه حرارت ڪنٽرول اهم آهي.ڪاربنائيزيشن ۽ آڪسائيڊشن اڳوڻن کان ڪاربان فائبر فائنل مصنوعات جي پيداوار ۾ هڪ ضروري قدم آهي.هن قدم ۾، درجه حرارت جي درستگي ۽ رينج کي صحيح طور تي ڪنٽرول ڪيو وڃي، ٻي صورت ۾، ڪاربان فائبر جي شين جي تنصيب قوت خاص طور تي متاثر ٿيندي، ۽ اڃا به تار جي ڀڃڪڙي جو سبب بڻجندي.

پري آڪسائيڊشن (200-300 ℃): پري آڪسائيڊشن جي عمل ۾، PAN اڳوڻو آڪسائيڊائيزنگ ماحول ۾ هڪ خاص ٽينشن لاڳو ڪندي آڪسائيڊ آڪسائيڊ ڪيو ويندو آهي، پين جي سڌي زنجير جي بنياد تي انگن جي جوڙجڪ جو هڪ وڏو تعداد ٺاهيندو آهي، جيئن ته اعلي درجه حرارت جي علاج کي برداشت ڪرڻ جو مقصد حاصل ڪريو.

ڪاربنائيزيشن (وڌ کان وڌ گرمي پد 1000 ℃ کان گهٽ ناهي): ڪاربنائيزيشن جو عمل غير فعال ماحول ۾ ڪيو وڃي.ڪاربنائيزيشن جي شروعاتي مرحلي ۾، پين زنجير ڀڃي ٿو ۽ ڪراس لنڪنگ ردعمل شروع ٿئي ٿو؛گرمي پد جي واڌ سان، حرارتي خراب ٿيڻ جو رد عمل وڏي تعداد ۾ ننڍڙن ماليڪيول گيسز کي ڇڏڻ شروع ڪري ٿو، ۽ گرافائٽ جو ڍانچو ٺهڻ شروع ٿئي ٿو.جڏهن گرمي پد اڳتي وڌيو ته ڪاربان جو مواد تيزيءَ سان وڌيو ۽ ڪاربان فائبر ٺهڻ لڳو.

گرافٽائيزيشن (علاج جو گرمي پد 2000 ℃ کان مٿي): graphitization ڪاربان فائبر جي پيداوار لاء ضروري عمل نه آهي، پر هڪ اختياري عمل آهي.جيڪڏهن ڪاربان فائبر جي اعلي لچڪدار ماڊيولس جي توقع ڪئي وئي آهي، گرافٽائيزيشن جي ضرورت آهي؛جيڪڏهن ڪاربان فائبر جي اعلي طاقت جي توقع ڪئي وڃي، گرافٽائيزيشن ضروري ناهي.گرافائيزيشن جي عمل ۾، تيز گرمي پد فائبر کي ترقي يافته گريفائٽ ميش ڍانچي بڻائي ٿو، ۽ ساخت کي حتمي پيداوار حاصل ڪرڻ لاء ڊرائنگ ذريعي ضم ڪيو ويو آهي.

اعليٰ ٽيڪنيڪل رڪاوٽون هيٺيون پراڊڪٽس کي اعليٰ اضافي قيمت سان گڏ ڪن ٿيون، ۽ هوائي جهازن جي قيمت خام ريشم جي ڀيٽ ۾ 200 ڀيرا وڌيڪ آهي.ڪاربن فائبر جي تياري ۽ پيچيده عمل جي اعلي مشڪلات جي ڪري، مصنوعات جي وڌيڪ هيٺيون وهڪرو، وڌيڪ اضافو قدر.خاص طور تي ايرو اسپيس فيلڊ ۾ استعمال ٿيندڙ اعليٰ ڪاربن فائبر ڪمپوزائٽس لاءِ، ڇاڪاڻ ته هيٺاهين گراهڪن کي ان جي اعتبار ۽ استحڪام تي تمام سخت گهرجون هونديون آهن، پراڊڪٽ جي قيمت به عام ڪاربان فائبر جي مقابلي ۾ جاميٽري گھڻائي واڌ ڏيکاري ٿي.