Zašto se osjećaju ugljična vlakna postaje preferirani izbor za materijale visokih performansi u raznim poljima
Felt od ugljičnih vlakana , sa svojim kompozitnim svojstvima lagane težine, visoke temperature i velike čvrstoće postalo je ključna alternativa tradicionalnim materijalima u zaštiti okoliša, energiji, zrakoplovnim i drugim poljima. Njegove temeljne prednosti proizlaze iz njegove jedinstvene strukture i sastava: porozna mreža nastala neurednim isprepletenim ugljičnim vlaknima ne samo da zadržava visoku čvrstoću samih ugljičnih vlakana (vlačna čvrstoća do 3000MPa ili više), već posjeduje izvrsnu propusnost zraka i adsorpciju zbog svoje poroznosti (obično 40%-80%). Što se tiče težine, Felt od ugljičnih vlakana ima gustoću od samo 1,6-2,0 g/cm³, manje od četvrtine čelika, ali može izdržati temperature iznad 2000 ℃, što je daleko veće od granice toplinske otpornosti metalnih materijala. Ova karakteristika čini je prikladnom za aplikacije za filtraciju visokih temperatura (poput tretmana industrijskog peći dimnog plina), gdje može tolerirati visoke temperature dimnih plinova dok presijecaju čestice kroz svoju poroznu strukturu. U energetskom sektoru, kada se koristi kao supstrat elektrode za bateriju, može istovremeno zadovoljiti potrebe vodljivosti i propusnosti elektrolita. Uz to, Felt od ugljičnih vlakana pokazuje izuzetno jaku kemijsku stabilnost i teško reagira s kiselinama ili alkalima, osim za nekoliko jakih oksidansa, što ga čini prikladnim za dugotrajnu upotrebu u korozivnim okruženjima. U usporedbi s alternativnim materijalima poput Felt od staklenih vlakana, ima bolju otpornost na umor i manje je sklon zamljenju i lomu nakon ponovljenog stresa, zauzimajući tako nezamjenjivi položaj u aplikacijama vrhunskih primjena koji zahtijevaju i performanse i dugovječnost.
Ispitivanje učinkovitosti i primjena karbonskih vlakana osjećaju se u filtraciji dima visoke temperature
U scenarijima filtracije dima visoke temperature kao što su industrijske peći i spaljivanje otpada, efikasnost filtracije i stabilnost osjećaja od ugljičnih vlakana potrebno je provjeriti kroz standardizirane testove. Obično korištena metoda ispitivanja je „eksperiment simulacije dimnih plinova visoke temperature“: popraviti uzorak od ugljičnih vlakana debljine 5-10 mm u uređaju za filtraciju, unositi simulirani dimnjak koji sadrži čestice s promjerom 0,1-10 μm (temperatura postavljena na 800-1200 ℃, brzina protoka 1,5-2M/s) i mjera čestica i mjere čestica čestica i mjera čestica i mjera čestica i mjera. Kvalificirani standard je da je učinkovitost filtracije za čestice veće od 0,3 μm ≥99%, a povećanje otpornosti na filtraciju ne prelazi 30% početne vrijednosti. U praktičnim primjenama, metode liječenja moraju se odabrati u skladu s sastavama dimnog plina: za dimnjak plina koji sadrže kisele plinove (poput magle sumporne kiseline) treba koristiti za pojačavanje korozijske otpornosti na površinsku modifikaciju korozije tretiranog silanom tretiranim silanom; Za scenarije koji sadrže masne čestice, tijelo od filca treba tretirati hidrofobnim premazom kako bi se izbjegla blokada pora. Tijekom ugradnje, Felt od ugljičnih vlakana potrebno je napraviti u vrećice filtra kako bi se povećalo područje filtracije uz smanjenje otpornosti na zrak, s razmakom od 10-15 cm između filtriranih vrećica kako bi se osigurao ujednačen prolazak dimnog plina. Tijekom upotrebe, čišćenje leđa visoke temperature (koristeći 200-300 ℃ komprimirani zrak za obrnuto čišćenje) treba izvesti svaka 3-6 mjeseci kako bi se uklonili čestice pričvršćene na površinu i održali stabilnost učinkovitosti filtracije.
Usporedna analiza otpornosti na koroziju između filca od ugljičnih vlakana i staklenih vlakana
Razlika u korozijskoj otpornosti između filca od ugljičnih vlakana i filca staklenih vlakana uglavnom se odražava na kemijsku stabilnost i prilagodljivost okoliša, a odabir se treba temeljiti na srednjim karakteristikama scenarija uporabe. U kiselom okruženju (poput industrijskog pročišćavanja otpadnih voda s pH 2-4), Felt od ugljičnih vlakana pokazuje značajne prednosti: njegova glavna komponenta je ugljik, koji ima jaku kemijsku inertnost. Kada je u dugoročnom kontaktu s kiselinama koje ne oksidiraju, poput klorovodične kiseline i sumporne kiseline, stopa gubitka težine je manja od 1% godišnje, dok će se staklena vlakna (koja sadrži silicijenski dioksid) korodirati kiselinom zbog silicij-oksigenske veze, s stopom gubitka težine od 5% -8% godišnje, i površinskom površinom. U alkalnom okruženju (kao što su sustavi desulfurizacije dimnih plinova s pH 10-12), otpornost na koroziju njih dvojice relativno je slična, ali ugljična vlakna su osjećala bolju sposobnost protiv embritlema-osjetilo da će vlaknasto vlakno postupno gubiti žilavost pod dugoročnim djelovanjem jakih alkalnih vlakana i može se stopala pod ugljikom ugljika, iako je dostići ugljika u ugljiku. U okruženjima koja sadrže fluoride (poput obrade otpadnog plina u aluminijskim biljnim elektrolitičkim stanicama), tolerancija osjećaja ugljičnih vlakana daleko je superiorna od osjećaja staklenih vlakana, jer će fluoridni ioni reagirati sa silicijum u staklu kako bi nastali silicijski fluoridni plin, što dovodi do razgradnje materijala, dok ugljična vlakna ne reagira s IT. Pored toga, u organskim otapalima (poput toluena i acetona) teško utječe na ugljična vlakna, dok se sloj od smole od staklenih vlakana može otopiti, što rezultira labavom strukturom.
Ključne točke u tehnologiji obrade i rezanja za podloge elektroda od baterije od ugljičnih vlakana
Pri obradi osjetljivih ugljičnih vlakana u podloge elektroda baterije, točnost rezanja i površinske obrade izravno utječu na performanse elektroda, što zahtijeva strogu kontrolu detalja o procesu. Prije rezanja, osjetilo se od ugljičnih vlakana potrebno je prethodno tretirati: stavite ga ravno u okoliš s temperaturom od 20-25 ℃ i vlagom od 40% -60% u trajanju od 24 sata kako biste eliminirali unutarnji stres u materijalu i izbjegavali izvijanje nakon rezanja. Strojevi za lasersko rezanje trebaju se koristiti za rezanje, s laserskom snagom postavljenom na 50-80W i brzinom rezanja 50-100 mm/s. Ova metoda može izbjeći prolijevanje rubnih vlakana uzrokovanog mehaničkim rezanjem, a istodobno se rezanka rastopila s visokom temperaturom kako bi se stvorio glatki zapečaćeni rub, smanjujući odbacivanje nečistoće vlakana u naknadnoj uporabi. Pogreška veličine rezanja treba kontrolirati unutar ± 0,1 mm, posebno za supstrate koji se koriste u laminiranim baterijama. Prekomjerna odstupanje veličine dovest će do lošeg poravnanja elektroda i utjecati na učinkovitost pražnjenja naboja. Nakon rezanja, potreban je tretman površinske aktivacije: namočite ugljična vlakna u 5% -10% otopini dušične kiseline, tretirajte ga na 60 ℃ tijekom 2 sata, izvadite ga i isperite deioniziranom vodom do neutralne. Nakon sušenja, broj površinskih hidroksilnih skupina može se povećati za više od 30%, povećavajući silu vezanja s aktivnim materijalima elektroda. Tretirani supstrat treba biti presvučen elektrodama u roku od 48 sati kako bi se izbjegla degradacija površinske aktivnosti zbog dugoročne izloženosti.
Utjecaj zakona o ugljičnim vlaknima Osjetio debljinu izolacijskog sloja na učinak toplinske izolacije
Kada se osjeća Felt od ugljičnih vlakana kao izolacijski sloj opreme visoke temperature, odnos između njegove debljine i efekta toplinske izolacije je nelinearni, a mora biti znanstveno dizajniran u skladu s radnom temperaturom opreme. U rasponu od sobne temperature do 500 ℃, učinak toplinske izolacije značajno se poboljšava s povećanjem debljine: kada se debljina povećava od 5 mm do 20 mm, toplinska vodljivost smanjuje se s 0,05W/(m · k) na 0,02W/(m · k), a toplinski se na putu topline povećava, a toplinski se prostire, jer se povećava debljina debljine, jer se povećava debljina debljine topline, jer se povećava debljine debljine debljine, jer se povećava debljina debljine debljine debljine, jer se povećava. Kad temperatura prelazi 800 ℃, utjecaj debljine na efekt toplinske izolacije slabi-kada se povećava od 20 mm do 30 mm, toplinska vodljivost smanjuje se za samo 5%-8%, jer toplotno zračenje postaje glavni način prijenosa topline pri visokim temperaturama, a jednostavno povećanje debljine ima ograničen učinak na smanjenje zračenja. U praktičnim primjenama, kompozitne strukture treba odabrati prema radnoj temperaturi: jedan sloj filca od ugljičnih vlakana može se koristiti ispod 500 ℃, debljine 10-15 mm; Za 800-1200 ℃ potrebna je kompozitna struktura "reflektiranog sloja od karbonskih vlakana", to jest, svaki od 10 mm od karbonskih vlakana usklađen je s reflektirajućim slojem aluminijske folije, koji koristi reflektirajući sloj za blokiranje toplinskog zračenja. U ovom trenutku, ukupna debljina kontrolirana na 20-25 mm može postići idealan učinak, a prekomjerna debljina će povećati opterećenje opreme. Tijekom instalacije potrebno je osigurati da je izolacijski sloj neprimjetan, s 5-10 mm preklapanjem na spojevima, a fiksirajući se s visokim temperaturama otpornim na nit kako bi se spriječilo da vrući zrak prodre kroz praznine.
Metode provedbe za poboljšanje snage osjećaja se ugljičnih vlakana kemijskim tretmanom
Kako bi se povećala snaga ugljičnih vlakana, osjećala se kemijskim obradom, potrebno je usvojiti postupak suzbijanja impregnacije kako bi se ojačala cjelokupna struktura, ciljajući na slabu silu vezanja između vlakana. Često korištena metoda je tretman za impregnaciju smole: odaberite epoksidnu smolu otpornu na visoku temperaturu (temperaturna otpornost ≥200 ℃), pomiješajte je s agensom za sušenje u omjeru od 10: 1, dodajte odgovarajuću količinu acetona da bi se razrijedio na viskoznost od 500-800MPa · s), potpuno je u IT, i u IT-u, u IT-u. Osigurajte da smola u potpunosti prodre u pore. Izvadite ga i stisnite s valjkom kako biste kontrolirali sadržaj smole na 30% -40% od osjećaja (višak će povećati težinu, dok će nedovoljno ograničiti efekt jačanja), a zatim ga prethodno izliječiti u pećnici na 120 ℃ u trajanju od 1 sata, a zatim zagrijati na 180 ℃ na 2 sata, tako da se u čvrstoj mreži obvezuje u tri-dimenzionalno. Nakon ovog tretmana, vlačna čvrstoća od ugljičnih vlakana osjeća se za 50%-80%, a otpornost na suzu značajnije je poboljšana. Za scenarije koji zahtijevaju veću čvrstoću, može se upotrijebiti tretman modifikacije ugljikovih nanocjevčica: potopiti se od ugljičnih vlakana u disperziji ugljične nanocjevčice (koncentracija 0,5%-1%), izvedite ultrazvučno liječenje 30 minuta kako bi se ugljikovi nanocjevčice pridržavali površine vlakana, a zatim karbonizirani na 800 ℃ u trajanju od 1 sata. Ugljične nanocjevčice tvorit će "premošnju" strukturu između vlakana, dodatno poboljšavajući snagu zadržavajući visoku temperaturu otpornost materijala. Tretirana osjećaja ugljičnih vlakana treba podvrgnuti ispitivanju čvrstoće kako bi se osiguralo da je vlačna čvrstoća ≥50MPa, udovoljavajući zahtjevima strukturnog ležaja.
Prethodno
