ዌይሃይ ስኖውዊንግ የውጪ መሳሪያዎች., Ltd.
ጥራት የድርጅቱ ነፍስ ነው።

የካርቦን ፋይበር እንዴት ይሠራል?

የካርቦን ፋይበር እንዴት ይሠራል?

የዚህን ጠንካራ እና ቀላል ክብደት ያለው ቁሳቁስ ማምረት፣ መጠቀሚያ እና የወደፊት

ግራፋይት ፋይበር ወይም የካርቦን ግራፋይት ተብሎም ይጠራል፣ የካርቦን ፋይበር የካርቦን ንጥረ ነገር በጣም ቀጫጭን ክሮች አሉት። እነዚህ ፋይበርዎች ከፍተኛ የመጠን ጥንካሬ ያላቸው እና በመጠን መጠናቸው እጅግ በጣም ጠንካራ ናቸው. እንዲያውም አንዱ የካርቦን ፋይበር - የካርቦን ናኖቱብ - በጣም ጠንካራው ቁሳቁስ ተደርጎ ይቆጠራል። የካርቦን ፋይበር አፕሊኬሽኖች ግንባታ፣ ኢንጂነሪንግ፣ ኤሮስፔስ፣ ከፍተኛ አፈጻጸም ያላቸው ተሽከርካሪዎች፣ የስፖርት መሳሪያዎች እና የሙዚቃ መሳሪያዎች ያካትታሉ። በሃይል መስክ የካርቦን ፋይበር የንፋስ ወለሎችን, የተፈጥሮ ጋዝ ማከማቻዎችን እና የነዳጅ ሴሎችን ለማምረት ያገለግላል. በአውሮፕላኑ ኢንዱስትሪ ውስጥ በወታደራዊ እና በንግድ አውሮፕላኖች ውስጥ እንዲሁም ሰው የሌላቸው የአየር ላይ ተሽከርካሪዎች አፕሊኬሽኖች አሉት. ለዘይት ፍለጋ የጥልቅ ውሃ ቁፋሮ መድረኮችን እና ቧንቧዎችን ለማምረት ያገለግላል።

ፈጣን እውነታዎች: የካርቦን ፋይበር ስታቲስቲክስ

  • እያንዳንዱ የካርቦን ፋይበር ዲያሜትር ከአምስት እስከ 10 ማይክሮን ነው. ምን ያህል ትንሽ እንደሆነ ለመረዳት አንድ ማይክሮን (um) 0.000039 ኢንች ነው። አንድ ነጠላ የሸረሪት ድር ሐር ብዙውን ጊዜ ከሦስት እስከ ስምንት ማይክሮን ነው።
  • የካርቦን ፋይበር እንደ ብረት ሁለት ጊዜ ጠንካራ እና እንደ ብረት አምስት እጥፍ ጠንካራ ነው (በአንድ የክብደት ክፍል)። እንዲሁም በኬሚካላዊ ሁኔታ ከፍተኛ የመቋቋም ችሎታ ያላቸው እና ዝቅተኛ የሙቀት መስፋፋት ያላቸው ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው ናቸው.

ጥሬ ዕቃዎች
የካርቦን ፋይበር ከኦርጋኒክ ፖሊመሮች የተሰራ ሲሆን እነዚህም በካርቦን አተሞች አንድ ላይ የተጣበቁ ረጅም ሞለኪውሎች ሕብረቁምፊዎች አሉት. አብዛኛዎቹ የካርቦን ፋይበርዎች (90% ገደማ) የሚሠሩት ከ polyacrylonitrile (PAN) ሂደት ነው። አነስተኛ መጠን (10% ገደማ) የሚመረተው ከሬዮን ወይም ከፔትሮሊየም ዝርግ ሂደት ነው።

በማምረት ሂደት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉ ጋዞች, ፈሳሾች እና ሌሎች ቁሳቁሶች የተወሰኑ ተፅእኖዎችን, ጥራቶችን እና የካርቦን ፋይበር ደረጃዎችን ይፈጥራሉ. የካርቦን ፋይበር አምራቾች ለሚያመርቷቸው ቁሳቁሶች የባለቤትነት ቀመሮችን እና የጥሬ እቃዎችን ጥምረት ይጠቀማሉ እና በአጠቃላይ እነዚህን ልዩ ቀመሮች እንደ የንግድ ሚስጥር ይመለከቷቸዋል።

በጣም ቀልጣፋ ሞጁል ያለው ከፍተኛው የካርቦን ፋይበር (ቋሚ ወይም ኮፊሸንት አንድ ንጥረ ነገር የተወሰነ ንብረት ያለውበትን የቁጥር ደረጃ ለመግለጽ የሚያገለግል ለምሳሌ የመለጠጥ ችሎታ) ባህሪያት እንደ ኤሮስፔስ ባሉ ተፈላጊ መተግበሪያዎች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ።

የማምረት ሂደት
የካርቦን ፋይበር መፍጠር ሁለቱንም ኬሚካላዊ እና ሜካኒካል ሂደቶችን ያካትታል. ቀዳሚዎች በመባል የሚታወቁት ጥሬ እቃዎች ወደ ረጅም ክሮች ይሳባሉ እና ከዚያም በአናይሮቢክ (ከኦክስጅን ነጻ በሆነ) አካባቢ ወደ ከፍተኛ ሙቀት ይሞቃሉ. ከፍተኛ ሙቀት ከማቃጠል ይልቅ የፋይበር አተሞች በኃይል እንዲርገበገቡ ስለሚያደርግ ከሞላ ጎደል ሁሉም ካርቦን ያልሆኑ አተሞች ይባረራሉ።

የካርቦንዳይዜሽን ሂደቱ ከተጠናቀቀ በኋላ, የቀረው ፋይበር ረጅም እና በጥብቅ የተጠላለፉ የካርቦን አቶም ሰንሰለቶች እና ጥቂት የካርቦን አተሞች የቀሩ ወይም ምንም የቀሩ ናቸው. እነዚህ ፋይበርዎች በጨርቃ ጨርቅ ውስጥ ተጣብቀው ወይም ከሌሎች ቁሳቁሶች ጋር ተጣምረው ከዚያም ክር ቁስሉ ወይም ወደሚፈለጉት ቅርጾች እና መጠኖች ይቀየራሉ.

የሚከተሉት አምስት ክፍሎች የካርቦን ፋይበር ለማምረት በ PAN ሂደት ውስጥ የተለመዱ ናቸው.

  • መፍተል. ፓን ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር ይደባለቃል እና ወደ ፋይበር ውስጥ ይሽከረከራል, ከዚያም ታጥቦ ይለጠጣል.
  • ማረጋጋት. ፋይበር ትስስርን ለማረጋጋት የኬሚካል ለውጥ ይደረግባቸዋል።
  • ካርቦን መፍጠር. የተረጋጉ ፋይበርዎች በጥብቅ የተጣበቁ የካርበን ክሪስታሎች በመፍጠር በጣም ከፍተኛ በሆነ የሙቀት መጠን ይሞቃሉ።
  • ወለልን ማከም. የማገናኘት ባህሪያትን ለማሻሻል የቃጫዎቹ ወለል ኦክሳይድ ነው.
  • መጠናቸው። ፋይበር ተሸፍኖ በቦቢን ላይ ቁስለኛ ሲሆን እነዚህም ቃጫዎቹን ወደ ተለያዩ መጠን ያላቸውን ክሮች በሚያጣምሙ መፍተልያ ማሽኖች ላይ ተጭነዋል። ፋይበር በጨርቃ ጨርቅ ከመጠቅለል ይልቅ ሙቀትን፣ ግፊትን ወይም ቫክዩም በመጠቀም ፋይበርን ከፕላስቲክ ፖሊመር ጋር በማጣመር በተቀነባበረ ቁሶች ሊፈጠር ይችላል።

ካርቦን ናኖቱብስ የሚመረተው ከመደበኛ የካርቦን ፋይበር በተለየ ሂደት ነው። ከቀደምቶቹ በ20 እጥፍ እንደሚበልጡ የሚገመቱት ናኖቱብስ የካርቦን ቅንጣቶችን ለማትነን ሌዘርን በሚጠቀሙ ምድጃዎች ውስጥ ተፈጥረዋል።

የማምረት ፈተናዎች
የካርቦን ፋይበር ማምረት በርካታ ፈተናዎችን ያቀፈ ሲሆን ከእነዚህም መካከል፡-

  • የበለጠ ወጪ ቆጣቢ መልሶ ማግኛ እና ጥገና አስፈላጊነት
  • ለአንዳንድ አፕሊኬሽኖች ያልተቋረጠ የማምረቻ ወጪዎች፡- ለምሳሌ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች በመገንባት ላይ ቢሆኑም በተከለከሉ ወጪዎች ምክንያት የካርቦን ፋይበር አጠቃቀም በአውቶሞቢል ኢንዱስትሪ ውስጥ በአሁኑ ጊዜ ከፍተኛ አፈጻጸም ባላቸው እና በቅንጦት ተሽከርካሪዎች ብቻ የተገደበ ነው።
  • የተበላሹ ፋይበርዎችን የሚያስከትሉ ጉድጓዶች እንዳይፈጠሩ የገጽታ ህክምና ሂደት በጥንቃቄ መስተካከል አለበት.
  • ወጥነት ያለው ጥራትን ለማረጋገጥ ቁጥጥርን ይዝጉ
  • የቆዳ እና የመተንፈስ ብስጭት ጨምሮ የጤና እና የደህንነት ጉዳዮች
  • በካርቦን ፋይበር ኃይለኛ ኤሌክትሮ-ኮንዳክሽን ምክንያት በኤሌክትሪክ መሳሪያዎች ውስጥ ቅስት እና ቁምጣዎች

የካርቦን ፋይበር የወደፊት
የካርቦን ፋይበር ቴክኖሎጂ እያደገ ሲሄድ የካርቦን ፋይበር ዕድሎች እየጨመሩ ይሄዳሉ. በማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት በካርቦን ፋይበር ላይ ያተኮሩ በርካታ ጥናቶች አዲስ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኖሎጂን እና አዳዲስ የኢንዱስትሪ ፍላጎቶችን ለማሟላት ዲዛይን ለመፍጠር ትልቅ ተስፋ እያሳዩ ነው።

MIT ተባባሪ የሜካኒካል ምህንድስና ፕሮፌሰር ጆን ሃርት፣ ናኖቱብ አቅኚ፣ ከንግድ ደረጃ 3D አታሚዎች ጋር በጥምረት ጥቅም ላይ የሚውሉ አዳዲስ ቁሳቁሶችን መመልከትን ጨምሮ፣ የማምረቻውን ቴክኖሎጂ ለመቀየር ከተማሪዎቹ ጋር እየሰራ ነው። "ከሀዲዱ ላይ ሙሉ በሙሉ እንዲያስቡ ጠየቅኳቸው; ከዚህ በፊት ተሠርቶ የማያውቅ ባለ 3-ዲ ማተሚያ ወይም ጠቃሚ ነገር አሁን ባሉ ማተሚያዎች ተጠቅመው ሊታተሙ የማይችሉ ከሆነ” ሲል ሃርት ገልጿል።

ውጤቶቹ የቀለጠ ብርጭቆን፣ ለስላሳ የሚያገለግል አይስ ክሬም እና የካርቦን ፋይበር ውህዶችን ያተሙ ፕሮቶታይፕ ማሽኖች ነበሩ። እንደ ሃርት ገለጻ፣ የተማሪ ቡድኖች "ትላልቅ-ቦታ ትይዩ የፖሊመሮችን ማስወጣት" እና የህትመት ሂደቱን "በቦታ ውስጥ የእይታ ቅኝት" የሚሠሩ ማሽኖችን ፈጥረዋል።

በተጨማሪም ሃርት ከ MIT ረዳት የኬሚስትሪ ፕሮፌሰር ሚርሲያ ዲንካ ጋር በቅርቡ ከአውቶሞቢሊ ላምቦርጊኒ ጋር ባደረገው የሶስት አመት ትብብር አዲስ የካርበን ፋይበር እና የተቀናጀ ቁሶችን ሁኔታ ለመመርመር አንድ ቀን “የመኪናው ሙሉ አካል እንዲሆን ያስችላል። እንደ ባትሪ ሲስተም ጥቅም ላይ ይውላል፣ ነገር ግን ወደ “ቀላል፣ ጠንካራ አካላት፣ የበለጠ ቀልጣፋ የካታሊቲክ ለዋጮች፣ ቀጭን ቀለም እና የተሻሻለ የሃይል-ባቡር ሙቀት ማስተላለፊያ [አጠቃላይ]።

በአድማስ ላይ እንደዚህ ባሉ አስደናቂ እመርታዎች ፣የካርቦን ፋይበር ገበያ በ 2019 ከ $ 4.7 ቢሊዮን ወደ $ 13.3 ቢሊዮን በ 2029 ፣ በ 11.0% (ወይም ትንሽ ከፍ ያለ) በጨመረው ዓመታዊ የእድገት መጠን (CAGR) እንዲያድግ መገመቱ ምንም አያስደንቅም ። ተመሳሳይ ጊዜ.

ምንጮች

  • ማክኮኔል ፣ ቪኪ። "የካርቦን ፋይበር መፍጠር" የተቀናበረ ዓለም. ታህሳስ 19/2008
  • ሸርማን, ዶን. "ከካርቦን ፋይበር ባሻገር፡ የሚቀጥለው የማሻሻያ ቁሳቁስ 20 ጊዜ የበለጠ ጠንካራ ነው።" መኪና እና ሹፌር. መጋቢት 18 ቀን 2015 ዓ.ም
  • ራንዳል ፣ ዳንዬል የ MIT ተመራማሪዎች የወደፊቱን የኤሌክትሪክ መኪና ለማምረት ከላምቦርጊኒ ጋር ይተባበራሉ። MITMECHE / በዜና ውስጥ: የኬሚስትሪ ክፍል. ህዳር 16 ቀን 2017 ዓ.ም
  • “የካርቦን ፋይበር ገበያ በጥሬ ዕቃ (PAN፣ Pitch፣ Rayon)፣ የፋይበር ዓይነት (ድንግል፣ እንደገና ጥቅም ላይ የዋለ)፣ የምርት ዓይነት፣ ሞጁሉስ፣ አፕሊኬሽን (የተቀናበረ፣ ያልተጠናቀረ)፣ የመጨረሻ አጠቃቀም ኢንዱስትሪ (ኤ እና ዲ፣ አውቶሞቲቭ፣ የንፋስ ኃይል) )፣ እና ክልል—ግሎባል ትንበያ እስከ 2029። MarketsandMarkets™ ሴፕቴምበር 2019

የልጥፍ ሰዓት፡- ጁላይ-28-2021