OEM 3K Kohlenstofffaserröhre Durchmesser 27mm 29mm 30mm 32mm 45mm 50mm

Produkt-Beschreibung

OEM Durchmesser 27mm 29mm 30mm 32mm 45mm 50mm 3K Kohlenstofffaserröhre

Wie wird Kohlenstofffaser hergestellt?

Das Rohmaterial, mit dem Kohlenstofffasern hergestellt werden, wird als Vorläufer bezeichnet, etwa 90% der hergestellten Kohlenstofffasern bestehen aus Polyacrylonitril (PAN).Die restlichen 10% werden aus Rayon oder Erdölpech hergestellt.Alle diese Materialien sind organische Polymere, die sich durch lange Stränge von Molekülen ausmachen, die durch Kohlenstoffatome miteinander verbunden sind.Die genaue Zusammensetzung jedes Vorursatzes variiert von Firma zu Firma und gilt allgemein als Geschäftsgeheimnis.

Während des Herstellungsprozesses werden verschiedene Gase und Flüssigkeiten eingesetzt, von denen einige so konzipiert sind, dass sie mit der Faser reagieren, um eine bestimmte Wirkung zu erzielen.Andere Materialien sind so konzipiert, dass sie nicht reagieren oder bestimmte Reaktionen mit der Faser verhindernDie genaue Zusammensetzung vieler dieser Prozessmaterialien ist, wie bei den Vorprodukten, proprietär.

Die Herstellung von Kohlenstofffasern erfolgt zum Teil chemisch und zum Teil mechanisch.Der Vorläufer wird in lange Stränge oder Fasern gezogen und dann auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt, ohne dass er mit Sauerstoff in Berührung kommtOhne Sauerstoff kann die Faser nicht brennen, sondern die hohe Temperatur lässt die Atome in der Faser heftig vibrieren, bis die meisten nicht-Kohlenstoffatome ausgestoßen werden.Dieser Prozess wird Verkohlung genannt und hinterlässt eine Faser, die aus langen, eng miteinander verbundene Ketten von Kohlenstoffatomen mit nur wenigen nicht-Kohlenstoffatomen.

Stabilisierung

Bevor die Fasern verbrannt werden, müssen sie chemisch verändert werden, um ihre lineare atomare Bindung in eine thermisch stabilere Leiterbindung umzuwandeln.Dies geschieht, indem die Fasern 30 bis 120 Minuten lang in der Luft auf etwa 200 bis 300 °C erhitzt werdenDies führt dazu, dass die Fasern Sauerstoffmoleküle aus der Luft aufnehmen und ihr Bindungsmuster neu anordnen.von denen einige gleichzeitig auftretenSie erzeugen auch ihre eigene Wärme, die kontrolliert werden muss, um eine Überhitzung der Fasern zu vermeiden.die Fasern durch eine Reihe von beheizten Kammern gezogen werdenIn anderen Fällen gehen die Fasern über heiße Rollen und durch Lager von losen Materialien, die durch einen Strom heißer Luft in der Suspension gehalten werden.Einige Verfahren verwenden erhitzte Luft, die mit bestimmten Gasen gemischt wird, die die Stabilisierung chemisch beschleunigen.

Verkohlung

Sobald die Fasern stabilisiert sind, werden sie mehrere Minuten lang in einem Ofen mit einem Gasgemisch ohne Sauerstoff auf eine Temperatur von etwa 1.000 bis 3.000°C erhitzt.Der Sauerstoffmangel verhindert, dass die Fasern bei sehr hohen Temperaturen brennenDer Gasdruck im Inneren des Ofens wird höher gehalten als der Außenluftdruck, und die Stellen, an denen die Fasern in den Ofen gelangen und aus ihm herausgehen, werden versiegelt, um den Eintritt von Sauerstoff zu verhindern.Wenn die Fasern erhitzt werden, verlieren sie ihre nicht-Kohlenstoffatome, plus ein paar Kohlenstoffatome, in Form verschiedener Gase, darunter Wasserdampf, Ammoniak, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Stickstoff und andere.Da die nicht-Kohlenstoffatome ausgestoßen werden, bilden die verbleibenden Kohlenstoffatome eng gebundene Kohlenstoffkristalle, die mehr oder weniger parallel zur langen Achse der Faser ausgerichtet sind.zwei bei zwei verschiedenen Temperaturen arbeitende Öfen zur besseren Steuerung der Erwärmungsgeschwindigkeit während der Verkohlung.

Oberflächenbehandlung

Nach der Verkohlung haben die Fasern eine Oberfläche, die sich nicht gut an die Epoxide und andere Materialien, die in Verbundwerkstoffen verwendet werden, bindet.ihre Oberfläche ist leicht oxidiertDas Hinzufügen von Sauerstoffatomen zur Oberfläche sorgt für bessere chemische Bindungseigenschaften und erzeugt auch eine bessere mechanische Bindung.Die Oxidation kann durch Eintauchen der Fasern in verschiedene Gase wie Luft erreicht werden., Kohlendioxid oder Ozon; oder in verschiedenen Flüssigkeiten wie Natriumhypochlorit oder Stickstoffsäure.Die Fasern können auch elektrolytisch beschichtet werden, indem die Fasern in einem mit verschiedenen elektrisch leitfähigen Materialien gefüllten Bad zum positiven Endpunkt gemacht werdenDer Oberflächenbehandlungsprozess muß sorgfältig kontrolliert werden, um die Entstehung von winzigen Oberflächenfehlern, wie z. B. Gruben, zu vermeiden, die zu einem Faserversagen führen könnten.

Größe

Nach der Oberflächenbehandlung werden die Fasern beschichtet, um sie vor Schäden beim Wickeln oder Weben zu schützen.Die Beschichtungsmaterialien sind mit dem für die Herstellung von Verbundwerkstoffen verwendeten Klebstoff kompatibelZu den typischen Beschichtungsmaterialien gehören Epoxy, Polyester, Nylon, Urethan und andere.

Die überzogenen Fasern werden auf Zylinder, die man Bobinen nennt, gewickelt, in eine Spinnmaschine geladen und in Garne verschiedener Größen verknotet.