määratlus
Kõrgema järgu süsinikkiud tähistavad süsinikukiude, millel on kõrge tõmbetugevus (suurem kui 4,5 GPa) ja kõrge tõmbemoodul (suurem kui 250 GPa). Võrreldes tavalise süsinikkiuga, on kõrge astme süsinikkiust tihedam ja sellel on vähem defekte, seega on sellel paremad mehaanilised omadused ja termiline stabiilsus.
Tipptasemel süsinikkiudude omadused
Kõrge tugevus: kõrgekvaliteedilise süsinikkiu tõmbetugevus on 5-7 teras ja enam kui 10-kordne alumiiniumsulami oma.
Kõrge moodul: suure järgu süsinikkiu tõmbemoodul on 2-3 teras ja rohkem kui 5-kordne alumiiniumisulamist.
Madal tihedus: kõrge astme süsinikkiu tihedus on ainult 1. 7-2. 0 g/cm³, mis on 1/4 terasest ja 1/2 alumiiniumsulamit.
Kõrge temperatuuri vastupidavus: kõrgekvaliteedilised süsinikkiud taluvad inertse gaasikeskkonnas kõrgeid temperatuure üle 2000 kraadi.
Korrosiooniresistentsus: suure järgu süsinikkiududel on suurepärane korrosioonikindlus keemiliste söötme suhtes, nagu happed, leelised ja soolad.
Madal laienemiskoefitsient: suure järgu süsinikkiudude soojuspaisumise koefitsient on nulli lähedal ja mõõtmete stabiilsus on temperatuurimuutuste keskkonnas suurepärane.
Elektriline ja soojusjuhtivus: kõrgekvaliteedilised süsinikkiududel on head elektri- ja soojusjuhtivuse omadused ning neid saab vastavalt vajadusele reguleerida.
Tipptasemel süsinikkiu tootmisprotsess
Suure järgu süsinikkiu tootmisprotsess sisaldab peamiselt järgmisi samme:
1
>>
Eelkäija ettevalmistamine:
Tooraineks valitakse kvaliteetne polüakrüülonitriil (PAN) või asfalt ning eelkäija valmistatakse ketramise, koostamise ja muude protsesside kaudu.
2
>>
Eeloksüdatsioon:
Eelkäija oksüdeeritakse õhus 200-300 kraadi juures, et ristsidestada selle molekulaarstruktuuri, moodustades stabiilse trapetsikujulise struktuuri.
3
>>
Karboniseerimine:
Eeltoksüdeeritud eelkäija kuumutatakse 1000-1500 kraadi inertse gaasikeskkonnas, et süsinikusisaldus ulatuks üle 90%.
4
>>
Grafitiseerimine:
Karboniseeritud kiudaineid kuumutatakse 2500-3000 kraadi inertses gaasikeskkonnas, et muuta selle grafiidi kristalliidi struktuur täiuslikumaks ning parandada kiudude moodulit ja tugevust.
5
>>
Pinna töötlemine:Grafitiseeritud kiudude pinnatöötlemine nende pindade liidese tugevuse parandamiseks vaigu maatriksiga.
6
6
Kvaliteetse süsinikkiu jõudlusnäitajad
| Jõudlusmõõdikud | Numbriline väärtus |
| Tõmbetugevus (GPA) | 4.5-7.0 |
| Tõmbemoodul (GPA) | 250-400 |
| Tihedus (g/cm 鲁) | 1.7-2.0 |
| Pikkumine vaheajal (%) | 1.5-2.0 |
| Soojuspaisumise koefitsient (10 鈦烩伓/K) | -1 |
| Soojusjuhtivus (w/m 路 k) | 10~20 |
| Takistus (惟路 cm) | 10⁻³-10⁻⁴ |
