Sep 18, 2024Jäta sõnum

Süsinikkiud: kaasaegse materjali ajalugu

What is the current status of carbon fiber processing technology?

See, mida tegelikkuses nimetatakse "süsinikkiuks", on süsinikkiust tugevdatud polümeer (CFRP), komposiitmaterjal, mis koosneb tavaliselt epoksiidiga immutatud süsinikkiust riidest, mis on kihiline, vormitud vormiks ja seejärel kõvastud ahi vaakumtingimustes. Selle protsessi tulemusena saadud materjalist valmistatud komponendid on äärmiselt kerged ja uskumatult jäigad ning suurepärase tugevuse ja kaalu suhtega.

 

Kaasaegse süsinikkiu üksikud kiud koosnevad enamasti nafta kõrvalsaadustest, kusjuures puhaste, kristalsete süsinikkiudude väljatöötamine on see, kuidas materjal küpses ja hiljem industrialiseeriti. Esmakordselt sünteesiti 19. aasta lõpusThja 20. algusesThsajandite jooksul, sealhulgas Thomas Edisoni poolt kergete filamentidena kasutamiseks, olid need varased katsed ebaõnnestunud, kuna need olid madala puhtusastmega. Alles 1960. aastate alguses suutsid Jaapani ja Ameerika keemikud toota sobiva puhtusastmega kiude, mida kasutada komposiitide tugevdamiseks.

Pärast Briti kaitseministeeriumi alla kuuluva Royal Aircraft Establishmenti märkimisväärset investeeringut saadi esimesed tööstuslikult toodetud süsinikkomposiitkomponendid koos süsinikkomposiitkompressori ventilaatorikomplekti integreerimisega Rolls-Royce Conwaysse ja RB-sse-211 reaktiivmootorid 1960. aastate lõpus. 1970. aastate jooksul küpses materjal veelgi koos hõõgniitide ja liimide kvaliteedi paranemisega ning 1980. aastate alguseks sai motospordist järjekordne süsinikkomposiitmaterjalide katsealus.

 

Rolls Royce Conway reaktiivmootor oli mõeldud Vickers VC-10 lennukile

1981. aasta vormel 1 meistrivõistluste jaoks esitletud McLaren MP4/1 oli varane võidusõiduauto, millel oli täielikult süsinikukomposiitšassii. Sarnaselt kosmosetööstuse suure jõudlusega sai ka mootorisport komposiitmaterjalidest kasu, võimaldades kaalu vähendada ilma tugevust ja jäikust ohverdamata, tagades McLarenile konkurentsieelise ja enne pikka aega olid süsinikkomposiidid levinud kõigis võidusõiduvormides.

 

1990. aastateks sai võimalikuks veelgi suuremate süsinikkomposiitdetailide tootmine, mis aitas vähendada uue Boeingi reisilennuki 777 kaalu. 777 oli kriitilise tähtsusega suurte komposiitdetailide tutvustamisel kosmosetööstuses, kuna lennuki massiprotsent oli süsinikukomposiit. kasutatakse tagumises keres, mootorikattes, juhtpindades ja põrandatalades. Lisaks kaalu säästmisele olid need uued komposiitkomponendid korrosiooni- ja väsimuskindlad, mis aitas säästa hoolduselt võrreldes vana tööstusstandardi alumiiniumiga.

 

2007. aastal tutvustas Boeing revolutsioonilist lennukit 787 Dreamliner, mis suurendas oluliselt komposiitide kasutamist, nüüd kuni 50% massist. Kuna Boeing suudab toota suuri süsinikukomposiittükke, koosneb 787 kere kolmest suurest ühekihilisest osast, mis seejärel kokkupanemise käigus paaritatakse. Lisaks koosnevad 787 tiivad peamiselt süsinikkomposiitmaterjalidest, mille materjalide elastsus annab lennuki ikoonilise tiiva painde.

Küsi pakkumist

whatsapp

Telefoni

E-posti

Küsitlus