碳纖維制品的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用

含碳纖維90%以上的高強度高模量纖維、是用腈綸和粘膠纖維做原料，經(jīng)高溫氧化碳化而成，是制造高技術(shù)器材的優(yōu)良材料,在實際應(yīng)

用中，碳纖維多于機體材料融合，構(gòu)成碳纖維復(fù)合材料使用，目前碳纖維制品在多個領(lǐng)域取得應(yīng)用，

生產(chǎn)工藝:碳纖維制品常用的生產(chǎn)工藝包括高溫模壓成型和真空熱壓罐成型。高溫模壓成型是將碳纖維預(yù)浸置于上下模之間，合模具置

于液壓成型臺.上,經(jīng)過一定時間的高溫高壓使其固化。真空熱壓罐成型的步驟是將碳纖維預(yù)浸貼于模具表面。，整體裝入真空袋中，抽

至真空狀態(tài)，在置于熱壓罐中，使用真空泵抽真空，經(jīng)過一-定時間的真空加熱使其固化

應(yīng)用功能:碳纖維是應(yīng)用軍事、航天等高科技領(lǐng)域，隨著對碳纖維研究的深入以及碳纖維成本的降低，。現(xiàn)在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也逐

漸增多，現(xiàn)在的一些汽車部件,體育用品，值得一提的是， 由于碳纖維材料突出x射線透過性能,在的應(yīng)用也在逐步擴大。

碳纖維復(fù)合材料的加工方法

碳復(fù)合股料的成型加工手藝包含碳纖維的坯體系體例造、碳基體的制作和基體與纖維的復(fù)合。

首先,將碳纖維或碳纖維織物制成坯體,依據(jù)質(zhì)料情勢分歧分為:長纖維環(huán)繞糾纏法;碳氈短纖維模壓或成型;石墨布疊層。現(xiàn)在,其坯體研制向織物為主,三向織物以X、Y、 Z偏向互成90°正交分列,各偏向的碳纖維在織物中堅持準直,以能較康復(fù)的施展纖維的力學(xué)機能。

其次,制作復(fù)合股料的基體。碳碳復(fù)合股料的基體有樹脂碳和熱解碳兩種,樹脂碳是由合成樹脂或瀝青經(jīng)碳化和石墨化得到,熱解碳是

由烴類氣體的氣相沉積得到。

zuihou,把坯體與基體復(fù)合成型。

辦法有兩種

一、 把起源于火油和石油的熔融的瀝青在加熱加壓的前提下浸到碳纖維坯體的布局裂縫中,然后使其熱解,再重復(fù)浸漬熱解直到復(fù)合

股料到達要求密度。

二經(jīng)由過程氣相化學(xué)沉積法在熱的基質(zhì)資料.上造成高強度熱解石墨。

碳纖維復(fù)合材料工藝及應(yīng)用

1、手糊成型工藝:

在模具表面上涂抹脫模劑、膠衣,將事先裁好的碳纖維預(yù)浸布鋪設(shè)在模具工作面上,在工作面上刷涂或噴射樹脂膠液,達到所需要的厚度之后，成型固化、脫模、后處理。在成型技術(shù)高度發(fā)達的今天,手糊工藝仍然具有工藝簡便、投資低廉、適用面廣的特點,在石油化工、儲存容器、貯槽、汽車殼體等諸多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。其缺點是質(zhì)地疏松、精度不高、表面粗糙、密度低，制品強度不高,并且主要依賴人工，質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)效率很低,難以批量化和標準化。

2、噴射成型工藝:

屬于手糊成型工藝中低壓成型工藝的一類，-般利用短切纖維和樹脂混合,在噴槍中利用壓縮空氣均勻噴灑在模具表面上，達到所需厚度后,再利用手工橡膠錕來回刷平,后固化成型。為改進手糊成型工藝而創(chuàng)造的一種半機械化成型工藝，在生產(chǎn)效率方面有一定的提高，多用來制造汽車車身、船身、浴缸、儲罐的過渡層。

3、壓成型工藝:

把一層層鋪設(shè)的預(yù)浸料放置在上下平板模之間通過加壓高溫固化成型，這種工藝可以直接利用木膠合板的生產(chǎn)方法和設(shè)備，并根據(jù)樹脂的流動性能,進而進行改進與完善。此種成型工藝主要 用來生產(chǎn)不同規(guī)格、不同用途的復(fù)合材料板材。具有機械化和自動化程度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、利用批量化等特點,但是設(shè)備投資較大,成本較高。

4、纏繞成型工藝:

將經(jīng)過樹脂液體浸漬的連續(xù)纖維或碳布按照一定規(guī)則纏繞到芯模上面，然后經(jīng)過固化、脫模、后處理成為復(fù)合材料制品的加工工藝。碳纖維纏繞成型工藝可充分發(fā)揮其高強度、高模量、 低密度的特點，多用于制造圓柱體、球體及某些正曲率回轉(zhuǎn)體或筒形碳纖維制品等。

制作碳纖維自行車所用的碳纖維是預(yù)浸織物或預(yù)浸料的卷,由于碳纖維復(fù)合材料是碳纖維和樹脂組合的復(fù)合材料, 預(yù)浸料意味著碳纖維已經(jīng)被樹脂飽和了。存在多少樹脂，什么類型取決于碳纖維預(yù)浸料的等級和終用途。自行車部件，特別是自行車車架采用各種等級的碳纖維制成，其特征主要在于其拉伸強度和拉伸模量。拉伸強度是導(dǎo)致纖維斷裂所需的力的量，而拉伸模量是碳纖維剛度的量度。

制造過程

碳纖維復(fù)臺框架可以使用以下兩種方法制造:

1.樹脂轉(zhuǎn)移(RTM)或填充卷繞方法-用于將預(yù)成形碳管結(jié)臺到內(nèi)部或外部接線片并用膠水固定的吊裝結(jié)構(gòu)中。通常，耳片材料現(xiàn)在也是碳纖維

復(fù)合材料。

2.使用袋，泡沫芯，犧牲芯或聚合物芯棒模制的封閉模具-用于制造管到管(粘結(jié)管)框架的結(jié)構(gòu)元件，并制成單體框架。