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碳(C)纖維制品后續(xù)發(fā)生裂紋或是其它的表面的問題(Emerson),一般都是在
碳纖維制品在加工生產(chǎn)(Produce)時(shí)由于處理(chǔ lǐ)不當(dāng)造成的.常見的碳纖維制品在加工時(shí).升溫速率對(duì)焙燒會(huì)產(chǎn)生什么影響(influence)?
焙燒升溫速率影響(influence)到煤瀝青(成分:瀝青質(zhì)和樹脂)的熱解縮聚炭化進(jìn)程和黏結(jié)劑的析焦量,也影響炭坯形態(tài)(pattern)的變化,從而影響到焙燒品的理化性能指標(biāo)(target aim)。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家(美國、德國、日本、韓國),對(duì)于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。
碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。升溫速率慢時(shí),煤瀝青有足夠的時(shí)間進(jìn)行熱解縮聚反應(yīng),其析焦量增多,成焦密度(單位:g/cm3或kg/m3)增大,有利于提高炭制品性能,從而防止炭坯產(chǎn)生裂紋。相反,升溫速率快時(shí),大量煤瀝青所含有機(jī)物分子來不及發(fā)生縮聚反應(yīng)便揮發(fā)出來,帶走了非常多本來可生成瀝青焦的炭,使煤瀝青析焦量降低(reduce),同時(shí)煤瀝青的揮發(fā)分劇烈排出,炭坯容易產(chǎn)生裂紋。焙燒升溫速率過快,煤瀝青的熱分解和揮發(fā)速率也加快,分解的揮發(fā)分增加,同時(shí)結(jié)焦殘?zhí)恐迪陆?descend),并導(dǎo)致(cause)焙燒品一系列理化性能降低(reduce),而且在焙燒過程(guò chéng)中容易產(chǎn)生裂紋廢品。 升溫速率直接影響到焙燒爐的溫度(temperature)場分布,這是由于炭坯在焙燒爐內(nèi)的受熱溫度和時(shí)間均滯后熱氣流,爐室內(nèi)不同位置(position )的炭坯都處在不均勻(jūn yún)的溫度場中,溫度分布的不均勻決定了煤瀝青同類熱解縮聚反應(yīng)的不同時(shí)性,導(dǎo)致炭坯體積(volume)發(fā)生不均勻收縮,內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而出現(xiàn)裂紋。放慢350~600℃階段的升溫速率,煤瀝青有足夠時(shí)間進(jìn)行熱解縮聚反應(yīng),可以提高煤瀝青析焦量,同時(shí)還可使焙燒體系內(nèi)溫度場較均勻,對(duì)炭坯焙燒質(zhì)量的提高有利。 最佳升溫速率應(yīng)能保證生坯中煤瀝青的熱解縮聚在最利于成品率和產(chǎn)品(Product)質(zhì)(Character)量條件下進(jìn)行,即產(chǎn)生的折疊、變形和裂紋的數(shù)量最少,并且能得到最大的結(jié)焦殘?zhí)恐?,從而使?C)纖維制品有比較高的體積密度、機(jī)械強(qiáng)度(strength)和較低的電阻(resistance)率。
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