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【碳企研究】一文詳解SGL Carbon碳碳復合材料的加工、特性及高端應用(一):制備流程 zund
2022/01/12 23:00:07瀏覽38|回應0|推薦0

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德國SGL Carbon公司(西格里碳素)是全球領先的碳素石墨材料以及相關產品的制造商之一。西格里集團涵蓋了從原絲到碳纖維、織物和預浸料、再到CFRP部件成品在內的完整業務鏈。

本文簡要介紹SGL Carbon公司碳碳復合材料的特點及加工流程。


附:本公眾號SGL公司的原創類文章
《一文帶你了解西格里公司碳纖維》
詳解西格里產業1:公司發展策略
《詳解西格里產業2:汽車用碳纖維》
《詳解西格里產業3:空天用碳纖維》
《西格里碳素:專注復材應用技術》
《最新版碳纖維產品及典型應用》
《SGL發展歷程及主要業務》
《碳/碳復合材料應用實例》

德國SGL Carbon公司(西格里碳素)是全球領先的碳素石墨材料以及相關產品的制造商之一。此次系列文章將會詳細介紹該公司SIGRABOND型碳碳復合材料的加工流程、優異特性(包括熱性能、機械性能、耐溫波動性、耐化學性等)、高技術領域應用以及典型結構件設計與加工;本文首先介紹了復合材料的加工流程。

1

SGL公司碳/碳復合材料概述

SIGRABOND是SGL Carbon公司一種高強度復合材料的商標名,它是以碳或石墨為基體、碳纖維作為增強材料組成。碳/石墨與碳纖維的這種結合將纖維復合材料多種有利特性與石墨材料的電學性能結合在一起。

SIGRABOND型碳碳復合材料的優異特性體現在以下方面:

  • 在保護氣體下的耐熱性高達 2000°C 以上

  • 高比強度和剛性

  • 低密度和開孔率

  • 低熱膨脹

  • 極高的耐熱沖擊性

  • 導電性

  • 各向異性:在具有對齊碳纖維的材料中,平行于纖維的彎曲和拉伸強度以及導電率和導熱率與垂直于纖維或層的值不同

  • 即使在相對較高的溫度下,也具有出色的抗交變負載能力

  • 假塑性斷裂行為

  • 耐腐蝕和抗輻射

  • 可生產高純度等級

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碳/碳復合材料的成型加工

SIGRABOND的各項性能由以下因素決定:碳纖維類型、纖維含量、纖維排列、基體材料層堆積、致密化、熱處理等。因此,碳纖維增強碳(C/C)復合材料可以適應每個單獨的要求或所需的組件設計

在綠色“Green”生產階段,液體粘合劑可應用于各種紡織形式的碳纖維,纖維須要適當對齊,并確定纖維/粘合劑比率,隨后進行部件成型。由于它在此階段保持柔軟,因此成型部件隨后被致密和硬化。

典型的熱處理步驟包括在約 1000°C 下碳化和高達 2700°C 下石墨化。在碳化處理過程中,揮發性成分從粘合劑中排出,粘合劑最初是液體,隨后在高溫下固化,剩下多孔碳基質與碳纖維固定在一起。

為了減少孔隙率并提高強度和其他特性,烘焙材料經過重新浸漬并再次烘焙。石墨化過程主要改善了復合材料的一些特性,例如其導電性、熱穩定性以及抗氧化和抗腐蝕能力。

在加工操作中,工件被加工成所需的尺寸。此外,還可以采取一些升級措施,在某些情況下,這些可顯著提高實用價值。大多數 ®SIGRABOND 組件都是單用整體式設計。較大的組件如那些用于高溫爐的結構件,通過 CC 螺釘或螺栓固定在一起,也可以使用其他連接技術。

相關會議資訊多一點

碳/碳復合材料是新材料領域重點研究和開發的一類戰略性高技術材料。近年來,國防科技的快速發展對低燒蝕抗氧化碳/碳復合材料提出了耐更高溫度、更高速度和更長時間的極端要求。基于上述背景,Carbontech碳纖維及碳/碳復合材料論壇將于11月18-20日在上海跨國采購會展中心舉行。

論壇由DT新材料主辦,中南大學碳/碳復合材料研究所、西北工業大學碳/碳復合材料研究所、陜西省碳/碳復合材料工程技術研究中心協辦。此次行業技術研討會將重點探討影響碳/碳復合材料產業發展面臨的關鍵基礎科學和技術難題與應對策略,在應用方面將重點探討碳/碳復合材料在光伏領域的發展及應用,敬請期待…………

透過上述文章的介紹

無論是碳纖維板材還是其他複合材料,產品的後加工品質,一直以來都是製造廠爭取客戶訂單的關鍵

因為好的加工品質才能讓客戶的產品精細度更好

過去以量取勝的策略在現在的環境上,對於一般產品可能還適用~

但是對於精密產業與複合材料的廠商而言

「質大於量」這是不爭的事實

為了讓後加工的品質更上一層樓,切割機臺的選擇就非常重要

瑞士ZUND數位切割機為全球最頂尖數位切割機品牌,也是世界知名品牌指定合作的切割機臺

鋁板及發泡材質切割:

19mm厚度的發泡型PVC材質與3mm鋁合金材質皆可快速切割

皮革切割:

厚度為2mm的皮革材料,影片中切割速度為1000mm/s 在極短的時間內即可完成複雜的圖型切割

確實的完全切斷,輕鬆取下切割完成的部件

預浸布與碳纖維材料:

工程師於電腦前繪製出要切割圖形與各部件標示記號或料號
噴印標示完成後隨即進行外型切割作業

三層碳纖維編織乾布裁切:

碳纖維重量僅鋼鐵的五分之一,但強度卻是鐵的10倍
透過ZUND的高速切割系統與模組化刀具設備,裁切完成

蜂巢板切割:

蜂巢板是一種相當輕且透氣的材料,使用覆蓋一層塑膠布料在蜂巢板上幫助固定

ZUND切割機不僅可以穩定物件,銑刀模組更能讓確實完成銑切斷差製程

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