Ածխածնի մանրաթել. Ռուսաստանում ածխածնի մանրաթելերի արտադրության տեխնոլոգիա, ծեփոն և հատակային ջեռուցում ածխածնային մանրաթելերով, ածխածնի մանրաթելերի խտություն և բնութագրեր

2024 Հեղինակ: Beatrice Philips | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-09 13:26

Ածխածնի մանրաթելերի մասին ամեն ինչ իմանալը շատ կարևոր է յուրաքանչյուր ժամանակակից մարդու համար: Հասկանալով Ռուսաստանում ածխածնի արտադրության տեխնոլոգիան, ածխածնի մանրաթելերի խտությունը և այլ բնութագրերը, ավելի հեշտ կլինի հասկանալ դրա կիրառման շրջանակը և ճիշտ ընտրություն կատարել: Բացի այդ, դուք պետք է ամեն ինչ պարզեք ածխածնային մանրաթելերով ծեփամածիկի և հատակի ջեռուցման, այս արտադրանքի օտարերկրյա արտադրողների և կիրառման տարբեր ոլորտների մասին:

Առանձնահատկությունները

Ածխածնի մանրաթել և ածխածնային մանրաթել անվանումները, և մի շարք աղբյուրներում նաև ածխածնային մանրաթելերը, շատ տարածված են: Բայց այս նյութերի փաստացի բնութագրերի և դրանց օգտագործման հնարավորությունների գաղափարը շատերի համար բոլորովին այլ է: Տեխնիկական տեսանկյունից, այս նյութը հավաքվում է թելերից `ոչ պակաս, քան 5 և ոչ ավելի, քան 15 մկրան լայնությամբ … Գրեթե ամբողջ կազմը կազմված է ածխածնի ատոմներից - այստեղից էլ առաջացել է անունը: Այս ատոմներն իրենք խմբավորված են փխրուն բյուրեղների մեջ, որոնք կազմում են զուգահեռ գծեր:

Այս դիզայնը ապահովում է շատ բարձր առաձգական ուժ: Ածխածնի մանրաթելը բոլորովին նոր գյուտ չէ: Նմանատիպ նյութի առաջին նմուշները ստացել և օգտագործել է Էդիսոնը: Հետագայում, քսաներորդ դարի կեսերին, ածխածնի մանրաթելերը վերածնունդ ապրեցին, և այդ ժամանակից ի վեր դրա օգտագործումը կայուն աճեց:

Ածխածնի մանրաթելն այժմ պատրաստվում է բոլորովին այլ հումքից, և, հետևաբար, դրա հատկությունները կարող են շատ տարբեր լինել:

Կազմը և ֆիզիկական հատկությունները

Ածխածնի մանրաթելերի բնութագրիչներից ամենակարևորը մնում է այն բացառիկ ջերմային դիմադրություն … Նույնիսկ եթե նյութը տաքացվի մինչև 1600 - 2000 աստիճան, ապա միջավայրում թթվածնի բացակայության դեպքում դրա պարամետրերը չեն փոխվի: Այս նյութի խտությունը, սովորականի հետ միասին, նույնպես գծային է (չափվում է այսպես կոչված տեքսում): 600 տեքս գծային խտությամբ 1 կմ ցանցի զանգվածը կլինի 600 գ: Շատ դեպքերում նյութի առաձգական մոդուլը, կամ, ինչպես ասում են, Յանգի մոդուլը, նույնպես կրիտիկական նշանակություն ունի:

Բարձր ամրության մանրաթելերի համար այս ցուցանիշը տատանվում է 200-ից 250 GPa- ի սահմաններում: PAN- ի հիման վրա պատրաստված բարձր մոդուլային ածխածնային մանրաթելն ունի առաձգական մոդուլ `մոտ 400 GPa: Հեղուկ բյուրեղների լուծույթների դեպքում այս պարամետրը կարող է տատանվել 400 -ից 700 GPa- ի սահմաններում: Առաձգական մոդուլը հաշվարկվում է դրա արժեքի գնահատման հիման վրա, երբ առանձին գրաֆիտի բյուրեղները ձգվում են: Ատոմային հարթությունների կողմնորոշումը որոշվում է ռենտգենյան դիֆրակցիոն անալիզի միջոցով:

Լռելյայն մակերեսային լարվածությունը 0.86 Ն / մ է: Մետաղական կոմպոզիտային մանրաթել ստանալու համար նյութը մշակելիս այս ցուցանիշը բարձրանում է մինչև 1,0 Ն / մ: Մազանոթային վերելքի մեթոդով չափումը օգնում է որոշել համապատասխան պարամետրը: Նավթահանքերի վրա հիմնված մանրաթելերի հալման ջերմաստիճանը 200 աստիճան է: Պտտումը տեղի է ունենում մոտ 250 աստիճանի դեպքում; այլ տեսակի մանրաթելերի հալման ջերմաստիճանը ուղղակիորեն կախված է դրանց կազմից:

Ածխածնի կտորների առավելագույն լայնությունը կախված է տեխնոլոգիական պահանջներից և նրբերանգներից: Շատ արտադրողների համար դա 100 կամ 125 սմ է: Ինչ վերաբերում է առանցքային ուժին, ապա այն հավասար կլինի.

• 3000-ից 3500 ՄՊա PAN- ի հիման վրա հիմնված բարձր ամրության արտադրանքի համար;
• զգալի երկարաձգված մանրաթելերի համար `խիստ 4500 ՄՊա;
• բարձր մոդուլային նյութի համար `2000-ից մինչև 4500 ՄՊա:

Aանցի ատոմային հարթության վրա ձգվող ուժի տակ բյուրեղի կայունության տեսական հաշվարկները տալիս են 180 GPa գնահատված արժեք: Գործնական ակնկալվող սահմանաչափը 100 GPa է: Այնուամենայնիվ, փորձերը դեռ չեն հաստատել 20 GPa- ից ավելի մակարդակի առկայությունը:Ածխածնի մանրաթելերի իրական ուժը սահմանափակվում է դրա մեխանիկական արատներով և արտադրական գործընթացի նրբություններով: Գործնական ուսումնասիրություններում հաստատված 1/10 մմ երկարությամբ հատվածի առաձգական ուժը կլինի 9 -ից 10 GPa:

T30 ածխածնային մանրաթելն արժանի է հատուկ ուշադրության: Այս նյութը հիմնականում օգտագործվում է ձողերի արտադրության մեջ: Այս լուծումը առանձնանում է իր թեթևությամբ և գերազանց հավասարակշռությամբ: T30 ինդեքսը նշանակում է 30 տոննա առաձգականության մոդուլ:

Ավելի բարդ արտադրական գործընթացները թույլ են տալիս ստանալ T35 մակարդակի արտադրանք և այլն:

Արտադրության տեխնոլոգիա

Ածխածնի մանրաթելը կարող է պատրաստվել պոլիմերային տեսակների լայն տեսականիից: Մշակման ռեժիմը որոշում է նման նյութերի երկու հիմնական տեսակ ՝ կարբոնացված և գրաֆիտավորված տեսակներ: Կարևոր տարբերություն կա PAN- ից ստացված մանրաթելերի և սկիպիդարների տարբեր տեսակների միջև: Որակյալ ածխածնային մանրաթելերը, ինչպես բարձր ուժով, այնպես էլ բարձր մոդուլով, կարող են ունենալ կարծրության և մոդուլի տարբեր մակարդակներ: Ընդունված է դրանք վերաբերել տարբեր ապրանքանիշերի:

Մանրաթելերը պատրաստվում են թելերի կամ փաթեթների տեսքով: Դրանք ձևավորվում են 1000 -ից 10000 շարունակական թելերից: Այս մանրաթելերից կարելի է նաև գործվածքներ պատրաստել, ինչպես քաշքշուկները (այս դեպքում թելերի թիվն ավելի մեծ է): Մեկնարկային հումքը ոչ միայն պարզ մանրաթելեր են, այլև հեղուկ բյուրեղյա դաշտեր, ինչպես նաև պոլիակրիլոնիտրիլ: Արտադրության գործընթացը ենթադրում է սկզբնական մանրաթելերի արտադրություն, այնուհետև դրանք ջեռուցվում են օդում 200 - 300 աստիճանի պայմաններում:

PAN- ի դեպքում այս գործընթացը կոչվում է նախամշակման կամ հրդեհային դիմադրության ուժեղացում: Նման ընթացակարգից հետո սկիպիդարը ստանում է այնպիսի կարևոր հատկություն, ինչպիսին է աննկունությունը: Մանրաթելերը մասամբ օքսիդացված են: Հետագա ջեռուցման եղանակը որոշում է, թե արդյոք դրանք պատկանելու են կարբոնացված կամ գրաֆիտավորված խմբին: Աշխատանքի ավարտը ենթադրում է մակերեսին տալ անհրաժեշտ հատկությունները, որից հետո այն ավարտվում կամ չափավորվում է:

Օդի օքսիդացումը մեծացնում է հրդեհային դիմադրությունը ոչ միայն օքսիդացման արդյունքում: Նպաստը կատարվում է ոչ միայն մասնակի ջրազրկման, այլև միջմոլեկուլային խաչմերուկի և այլ գործընթացների միջոցով: Բացի այդ, նյութի զգայունությունը ածխածնի ատոմների հալման և ցնդման նկատմամբ նվազում է: Կարբոնացումը (բարձր ջերմաստիճանի փուլում) ուղեկցվում է գազաֆիկացումով և բոլոր օտար ատոմների փախուստով:

Օդի առկայության դեպքում PAN մանրաթելերը տաքանում են մինչև 200 - 300 աստիճան, սևանում:

Նրանց հետագա կարբոնացումը կատարվում է ազոտային միջավայրում `1000 - 1500 աստիճանի պայմաններում: Heatingեռուցման օպտիմալ մակարդակը, մի շարք տեխնոլոգների կարծիքով, 1200 - 1400 աստիճան է: Բարձր մոդուլային մանրաթելը պետք է տաքացվի մինչև մոտ 2500 աստիճան: Նախնական փուլում PAN- ը ստանում է սանդուղքի միկրոկառուցվածք: Միջմոլեկուլային մակարդակում խտացումը, որը ուղեկցվում է պոլիկիկլիկ անուշաբույր նյութի տեսքով, «պատասխանատու» է դրա առաջացման համար:

Որքան ջերմաստիճանը բարձրանա, այնքան ավելի մեծ կլինի ցիկլային տիպի կառուցվածքը: Ըստ տեխնոլոգիայի ջերմային բուժման ավարտից հետո մոլեկուլների կամ անուշաբույր բեկորների դասավորությունն այնպիսին է, որ հիմնական առանցքները զուգահեռ կլինեն մանրաթելերի առանցքին: Լարվածությունը կանխում է կողմնորոշման աստիճանի անկումը: Heatերմամշակման ընթացքում PAN- ի քայքայման առանձնահատկությունները որոշվում են պատվաստված մոնոմերների կոնցենտրացիայով: Նման մանրաթելերի յուրաքանչյուր տեսակ որոշում է սկզբնական մշակման պայմանները:

Հեղուկ բյուրեղային նավթը պետք է երկար ժամանակ պահել 350 -ից 400 աստիճանի ջերմաստիճանում: Այս ռեժիմը կհանգեցնի պոլիկիկլիկ մոլեկուլների խտացման: Նրանց զանգվածը մեծանում է, և իրար կպչելը աստիճանաբար տեղի է ունենում (սֆերուլիտների առաջացման հետ): Եթե ջեռուցումը չի դադարում, սֆերուլիտները մեծանում են, մոլեկուլային քաշը մեծանում է, և արդյունքը շարունակական հեղուկ բյուրեղային փուլի ձևավորումն է: Բյուրեղները երբեմն լուծվում են քինոլինի մեջ, բայց սովորաբար դրանք չեն լուծվում ինչպես դրա, այնպես էլ պիրիդինի մեջ (դա կախված է տեխնոլոգիայի նրբություններից):

55 - 65% հեղուկ բյուրեղներով հեղուկ բյուրեղների բարձրությունից ստացված մանրաթելերը պլաստիկ հոսում են:Մանումն իրականացվում է 350 - 400 աստիճանի վրա: Բարձր կողմնորոշված կառույցը ձևավորվում է օդի մթնոլորտում նախնական տաքացումով `200 - 350 աստիճան ջերմաստիճանում և հետագայում իներտ մթնոլորտում պահելով: Thornel P-55 ապրանքանիշի մանրաթելերը պետք է ջեռուցվեն մինչև 2000 աստիճան, որքան բարձր է առաձգականության մոդուլը, այնքան բարձր պետք է լինի ջերմաստիճանը:

Վերջերս գիտական և ինժեներական աշխատանքները ավելի ու ավելի մեծ ուշադրություն են դարձնում հիդրոգենացում օգտագործող տեխնոլոգիային: Մանրաթելերի նախնական արտադրությունը հաճախ իրականացվում է ածուխի խեժի և նավթալային մաստակի խառնուրդի հիդրոգենացման միջոցով: Այս դեպքում պետք է ներկա լինի տետրահիդրոկինոլին: Մշակման ջերմաստիճանը 380 - 500 աստիճան է: Պինդ նյութերը կարող են հեռացվել ֆիլտրացիայի և ցենտրիֆուգայի միջոցով; ապա բարձունքները խտանում են բարձր ջերմաստիճանի դեպքում: Ածխածնի արտադրության համար անհրաժեշտ է (կախված տեխնոլոգիայից) բավականին բազմազան սարքավորումներ.

• շերտեր, որոնք տարածում են վակուումը;
• պոմպեր;
• կնքումը ամրագոտիներ;
• աշխատանքային սեղաններ;
• թակարդներ;
• հաղորդիչ ցանց;
• վակուումային ֆիլմեր;
• նախապատրաստական աշխատանքներ;
• ավտոկլավներ:

Շուկայի վերանայում

Հետևյալ ածխածնային մանրաթելերի արտադրողները առաջատար են համաշխարհային շուկայում

• Թորնել, Ֆորտաֆիլ և Սելիոն (ԱՄՆ);
• Գրաֆիլ և Մոդմոր (Անգլիա);
• Կուրեհա-Լոն և Տորեյկա (Japanապոնիա);
• Cytec Industries;
• Hexcel;
• SGL խումբ;
• Toray Industries;
• Olոլտեկ;
• Mitsubishi Rayon.

Այսօր ածխածինը արտադրվում է Ռուսաստանում

• Չելյաբինսկի ածխածնի և կոմպոզիտային նյութերի գործարան;
• Balakovo Carbon Production;
• NPK Khimprominzhiniring;
• Սարատովի «ՍՏԱՐՏ» ձեռնարկություն:

Ապրանքներ և ծրագրեր

Ածխածնի մանրաթելն օգտագործվում է կոմպոզիտային ամրացում պատրաստելու համար: Նաև սովորական է օգտագործել այն ՝ ստանալու համար.

• երկկողմանի գործվածքներ;
• դիզայներական գործվածքներ;
• երկկողմանի և քառակուսի առանցքային հյուսվածք;
• ոչ հյուսված գործվածք;
• միակողմանի ժապավեն;
• նախապատրաստական աշխատանքներ;
• արտաքին ամրացում;
• մանրաթել;
• զրահներ.

Բավականին լուրջ նորամուծություն է այժմ ինֆրակարմիր տաք հատակ: Այս դեպքում նյութը օգտագործվում է որպես ավանդական մետաղական մետաղալարերի փոխարինում: Այն կարող է 3 անգամ ավելի շատ ջերմություն արտադրել, բացի այդ, էներգիայի սպառումը կրճատվում է մոտ 50%-ով: Մոդելավորման բարդ տեխնիկայի սիրահարները հաճախ օգտագործում են ոլորունով ստացված ածխածնային խողովակներ: Այս ապրանքները պահանջարկ ունեն նաև մեքենաների և այլ սարքավորումների արտադրողների կողմից: Ածխածնի մանրաթելը հաճախ օգտագործվում է, օրինակ, ձեռքի արգելակների համար: Բացի այդ, այս նյութի հիման վրա ստացեք.

• ինքնաթիռների մոդելների մասեր;
• մեկ կտոր գլխարկներ;
• հեծանիվներ;
• մեքենաների և մոտոցիկլետների թյունինգի մասեր:

Ածխածնի գործվածքների վահանակները 18% -ով ավելի ամուր են, քան ալյումինը և 14% -ով ավելի, քան կառուցվածքային պողպատը … Այս նյութի վրա հիմնված թևերն անհրաժեշտ են փոփոխական խաչմերուկի խողովակներ և խողովակներ, տարբեր պրոֆիլների պարուրաձև արտադրանք ստանալու համար: Դրանք օգտագործվում են նաև գոլֆի մահակների արտադրության և վերանորոգման համար: Արժե նաև նշել դրա օգտագործումը: սմարթֆոնների և այլ հարմարանքների համար հատկապես դիմացկուն պատյանների արտադրության մեջ: Սովորաբար նման ապրանքները պրեմիում բնույթի են և ունեն ուժեղացված դեկորատիվ հատկություններ:

Ինչ վերաբերում է ցրված գրաֆիտի տիպի փոշուն, ապա դա անհրաժեշտ է

• էլեկտրական հաղորդիչ ծածկույթներ ստանալիս.
• տարբեր տեսակի սոսինձ ազատելիս.
• կաղապարների և որոշ այլ մասերի ամրացման ժամանակ:

Ածխածնի մանրաթելային ծեփամածիկը մի շարք առումներով ավելի լավ է, քան ավանդական ծեփամածիկը: Այս համադրությունը շատ փորձագետների կողմից գնահատվում է իր պլաստիկության և մեխանիկական ուժի համար: Կազմը հարմար է խորը արատները ծածկելու համար: Ածխածնի ձողերը կամ ձողերը ամուր են, թեթև և երկարատև: Նման նյութը անհրաժեշտ է.

• ավիացիա;
• հրթիռային արդյունաբերություն;
• սպորտային սարքավորումների թողարկում:

Կարբոքսիլաթթվի աղերի պիրոլիզի միջոցով կարելի է ստանալ ketones և aldehydes: Ածխածնի մանրաթելերի գերազանց ջերմային հատկությունները թույլ են տալիս այն օգտագործել ջեռուցիչների և ջեռուցման բարձիկների մեջ: Նման տաքացուցիչներ.

• տնտեսական;
• հուսալի;
• առանձնանում են տպավորիչ արդյունավետությամբ.
• մի տարածեք վտանգավոր ճառագայթում.
• համեմատաբար կոմպակտ;
• կատարյալ ավտոմատացված;
• աշխատել առանց ավելորդ խնդիրների;
• մի տարածեք կողմնակի աղմուկ:

Ածխածնային-ածխածնային կոմպոզիտները օգտագործվում են ՝

• հենարաններ խառնարանների համար;
• վակուումային հալման վառարանների կոնաձև մասեր;
• գլանային մասեր նրանց համար:

Դիմումի լրացուցիչ ոլորտները ներառում են

• տնական դանակներ;
• օգտագործել շարժիչների վրա ծաղկաթերթի փականի համար;
• օգտագործել շինարարության մեջ:

Modernամանակակից շինարարները երկար ժամանակ օգտագործել են այս նյութը ոչ միայն արտաքին ամրացման համար: Անհրաժեշտ է նաեւ քարե տների եւ լողավազանների ամրացման համար: Սոսնձված ամրացնող շերտը վերականգնում է կամուրջներում հենարանների և ճառագայթների որակները: Այն օգտագործվում է նաև սեպտիկ տանկերի ստեղծման և բնական, արհեստական ջրամբարների շրջանակման ժամանակ, երբ կեսսոնի և սիլոսահորի հետ աշխատում են:

Կարող եք նաև վերանորոգել գործիքի բռնակները, ամրացնել խողովակները, ամրացնել կահույքի ոտքերը, ճկուն խողովակները, բռնակները, սարքավորումների պատյանները, պատուհանագոգերը և PVC պատուհանները: