مقاله تولید الیاف کربن و کاربردهای آن در صنعت

پیشگفتار:
الیاف کربن نسل جدیدی از الیاف پر استحکام است. این مواد از پرولیز کنترل شده گونه هایی از الیاف مناسب تهیه می شود؛ به صورتی که بعد از پرولیز حداقل 90 درصد کربن باقی بماند. الیاف کربن نخستین بار در سال 1879 میلادی زمانی که توماس ادیسون از این ماده به عنوان رشته پرمقاومت در ایجاد روشنایی الکتریکی استفاده کرد، پای به عرصه علم وفن آوری گذاشت.

با این حال در آغاز دهه 1960 بودکه تولید موفق تجاری الیاف کربن، با اهداف نظامی و به ویژه برای کاربرد در هواپیمای جنگی، آغاز شد. در دهه های اخیر ،الیاف کربن در موارد غیرنظامی بسیاری، همچون هواپیماهای مسافربری و باربری. خودروسازی. ساخت قطعات صنعتی، صنایع پزشکی، صنایع تفریحی-ورزشی وبسیاری موارد دیگر کاربردهای روز افزونی یافته است.

الیاف کربن درکامپوزیت های با زمینه سبک مانند انواع رزین ها به کار میرود. کامپوزیت های الیاف کربن در مواردی که استحکام وسختی بالا و به همراه وزن کم و ویژگی های استثنایی مقاومت به خوردگی مدنظر باشند، یگانه گزینه پیش روست. همچنین نگاهی که مقاومت مکانیکی در دمای بالا، خنثی بودن از لحاظ شیمیایی و ویژگی ضربه پذیری بالا نیز انتظار برود، باز هم کامپوزیت های کربنی بهترین گزینه هستند. با توجه به این ویژگی ها ، پهنه گسترده موارد کاربرد این ماده در گستره های گوناگون فن آوری به سادگی قابل تصور است.

میزان تولید الیاف کربن از 1992 تا 1997 رشد200 درصدی در این فاصله 6ساله داشته که خود نشانگر اهمیت تکنولوژی این ماده است.
هم اکنون ایالات متحده آمریکا نزدیک به 60درصد تولید جهانی الیاف کربن را به مصرف می رساند وا ین در حالی است که ژاپن تلاش می‌کند به میزان مصرفی برابر با50درصد تولیدات جهانی این محصول دست یابد. ژاپن به واسطه شرکت صنتی توری، خود بزرگترین تولید کننده الیافت کربن در جهان است. هم چنین عمده ترین تولید کننده الیاف کربن با استفاده از پیش زمینه قیر، ژاپن است.

فهرست مطالب:
پیشگفتار
پیشگویی برای سال ۲۰۱۳ میلادی
دسته بندی براساس ویژگی ها
دسته بندی براساس نوع پیش زمینه
دسته بندی براساس دمای نهایی عملیات حرارتی
ساختن الیاف کربن
تولید الیاف کربن از پیش زمینه پلی اکریلونیتریل
۱-مرحله پایدارسازی اکسیدی
۲- مرحله کربنیزاسیون
۳-مرحله گرافیتاسیون
ساختار الیاف کربن
پارامترهای مؤثر بر خواص کامپوزیت کربن- کربن
پروسه ساخت الیاف از RAYON
پروسه ساخت الیاف از P.A.N و Pctroleum pitch
پروسه CVD
1- پروسه ایزوترم
۲- پروسه شیب دمایی
۳- پروسه شیب فشاری
۲- استفاده از رزین ترموست
مزایای رزین ترموست
معایب رزین ترموست
ویژگی های رزین های ترموست
فلوشیت ساخت کربن- کربن با استفاده از رزین ترموست
مزایای استفاده از pitch
تغییرات pitch در اثر حرارت دیدن
خواص کربن- کربن
عوامل مؤثر بر خواص کربن- کربن
کاربردهای الیاف کربن
صنعت حمل و نقل
صنایع ساختمانی و معماری
صنایع هواپیما سازی و هوافضا
صنایع پزشکی
بخش انرژی
صنایع الکترونیک، تجهیزات الکتریکی وماشین سازی
کاربرد کامپوزیت در صنعت برق و الکترونیک
لوله کامپوزیتی عبور کابل
سیستم حمل کابل کامپوزیتی
بازوهای عرضی کامپوزیتی
مقاومت در برابر خوردگی
نارسانایی الکتریکی
زیبایی
عمر بیشتر
کاهش تداخلات امواج رادیویی
تیرهای کامپوزیتی
روش های تولید ماشینی کامپوزیت ها
۱-روش تولید SMC
مزایای این روش
۲-روش تولید BMC
مزایای این روش
۳-روش تولید GMT
4-روش تولید LFT
5-روش تولید RTM
از مزایای RTM
لوله های کامپوزیتی
مواد اولیه: الیاف، رزین ها، و دیگر پرکننده ها
چندین روش برجسته در صنعت
لوله های FRP به دو روش اصلی ساخته میشود
ملاحظات طراحی ومحیطی
تهیه الیاف از نانو لوله های کربنی
بازیافت موادکامپوزیتی
فرایند بستر سیال
بهینه سازی دستگاه بازیافت الیاف
آماده سازی مواد برای بازیافت
بازیافت قطعات خودرو
بازیافت کامپوزیت های الیاف کربن
مشخصه های الیاف شیشه بازیافتی
به کارگیری مجدد الیاف شیشه بازیافتی
1- تهیه پارچه سوزنی
2- قالب گیری ترکیبات گرما سخت
تحلیل اقتصادی