Fils de fibres de carbone tordues japonaises 3K Tordues

Description du produit

Paramètres techniques
Fibre de carbone torsadée Toray 12K T700
Résistance à la traction : ≥3600MPa
Module : ≥230Gpa
Densité linéique : 760±20 g/km
Allongement : 1,5±0,02 %
Densité : 1,78±0,02 g/cm³
Teneur en carbone : ≥95%
Résistance : 150 Ω/m
Diamètre : 7μm
Poids net : 1 kg/bobine

Shenzhen Turing New Materials Co., Ltd. est affiliée à une entreprise du top 100 de la province du Guangdong. Elle a été créée en septembre 2006 avec un actif total de près de 100 millions de yuans. L'entreprise maîtrise la technologie au niveau de la kilotonne pour les grades T300 et T700, ainsi que la technologie au niveau de la centaine de tonnes pour les grades T800 et M30, et possède des droits de propriété intellectuelle indépendants sur les technologies clés et les équipements de base.

Depuis sa création, Shenzhen Turing New Materials Co., Ltd. a accumulé des ventes de près de 10 000 tonnes de fibre de carbone, ce qui représente la majeure partie des ventes sur le marché national de la fibre de carbone.

Les produits sont largement utilisés dans des domaines industriels tels que les matériaux composites carbone-carbone, les âmes de câbles composites, les réservoirs sous pression, les dispositifs médicaux et le génie civil, ainsi que dans les domaines du sport et des loisirs. Ils ont reçu de bonnes évaluations lors d'essais dans les domaines de la défense nationale et de l'industrie militaire tels que l'aérospatiale, l'industrie des munitions et l'industrie nucléaire, et ont de vastes applications dans des domaines émergents tels que les véhicules à énergie nouvelle, le transport ferroviaire, la production d'énergie éolienne et le génie maritime.

Shenzhen Turing New Materials Co., Ltd. est située dans la zone économique spéciale de Shenzhen, Guangdong, Chine. Elle s'engage à fournir au monde des solutions intégrées comprenant la recherche et le développement de précurseurs de fibres de carbone, la production de fibres de carbone et la recherche et le développement de produits composites en fibres de carbone. Actuellement, elle a une capacité de production de précurseurs de fibres de carbone de 13 000 tonnes et une capacité de production de fibres de carbone de 5 000 tonnes. C'est une entreprise qui a réalisé la production industrielle de fibres au niveau de la kilotonne et une entreprise qui a développé la technologie de filage par voie humide à jet sec pour préparer des fibres de carbone haute performance. L'entreprise a recherché et développé de manière indépendante un ensemble complet de lignes de production de précurseurs et de carbonisation de fibres de carbone haute performance, maîtrisé les processus techniques de base tels que la polymérisation à très grande capacité, le filage par voie humide à jet sec et la carbonisation par pré-oxydation homogène, ainsi que la fabrication d'équipements clés, et peut produire de manière stable des fibres de carbone haute performance de qualité SYT45, SYT49 et SYT55 en série et à grande échelle.

Shenzhen Turing New Materials Co., Ltd. a pris l'initiative dans l'industrie en obtenant les certifications du système de gestion de la qualité ISO9001, du système de gestion environnementale ISO14001, du système de gestion de la santé et de la sécurité au travail OHSAS18001 et de la certification du système d'inspection de mesure ISO10012. Elle a construit un centre d'essais de fibres haute performance et un centre de recherche et développement de nouveaux produits, et a participé à la formulation de normes nationales pour les produits en fibres de carbone et les précurseurs.

La fibre de carbone (CF en abrégé) est un nouveau type de matériau fibreux à haute résistance et à module élevé avec une teneur en carbone de plus de 95 %. Il s'agit d'un matériau graphitique microcristallin obtenu en empilant des microcristaux de graphite en forme de flocons et d'autres fibres organiques le long de la direction axiale de la fibre, suivi d'un traitement de carbonisation et de graphitisation. La fibre de carbone est « souple à l'extérieur mais dure à l'intérieur ». Elle est plus légère que l'aluminium métallique, mais plus résistante que l'acier. Elle possède également les caractéristiques de résistance à la corrosion et de module élevé, ce qui en fait un matériau important dans les industries de la défense nationale et de l'armée ainsi que dans les applications civiles. Elle possède non seulement les caractéristiques inhérentes des matériaux carbonés, mais aussi la processabilité souple des fibres textiles, ce qui en fait une nouvelle génération de fibres de renforcement.

La fibre de carbone possède de nombreuses propriétés excellentes. Elle a une résistance et un module axiaux élevés, une faible densité, des performances spécifiques élevées, pas de fluage, une résistance aux températures ultra-élevées dans des environnements non oxydants, une bonne résistance à la fatigue, une chaleur spécifique et une conductivité électrique entre les non-métaux et les métaux, un faible coefficient de dilatation thermique avec anisotropie, une bonne résistance à la corrosion et une bonne perméabilité aux rayons X. Elle possède également une bonne conductivité thermique et électrique, et de bonnes propriétés de blindage électromagnétique, etc.

Comparé à la fibre de verre traditionnelle, le module de Young de la fibre de carbone est plus de 3 fois supérieur à celui de la fibre de verre ; comparé à la fibre de Kevlar, son module de Young est environ deux fois supérieur à celui de la fibre de Kevlar. Elle est insoluble et non gonflante dans les solvants organiques, les acides et les alcalis, avec une résistance à la corrosion exceptionnelle.

Le 15 février 2016, la Chine a brisé le contrôle et le blocus du Japon pour développer des fibres de carbone haute performance.

Composition et structure

La fibre de carbone est une fibre polymère inorganique avec une teneur en carbone supérieure à 90 %. Parmi celles-ci, celles dont la teneur en carbone est supérieure à 99 % sont appelées fibres de graphite. La microstructure de la fibre de carbone est similaire à celle du graphite artificiel, avec une structure graphitique turbostratique. La distance entre les couches de la fibre de carbone est d'environ 3,39 à 3,42 angströms. Les atomes de carbone dans chaque couche parallèle ne sont pas disposés aussi régulièrement que dans le graphite, et les couches sont reliées par des forces de van der Waals.

La structure de la fibre de carbone est généralement considérée comme constituée de cristaux ordonnés en deux dimensions et de pores. La teneur, la taille et la répartition des pores ont une grande influence sur les performances de la fibre de carbone.

Lorsque la porosité est inférieure à une certaine valeur critique, la porosité n'a pas d'effet significatif sur la résistance au cisaillement interlaminaire, la résistance à la flexion et la résistance à la traction des composites en fibres de carbone. Certaines études ont souligné que la porosité critique qui provoque une diminution des propriétés mécaniques du matériau est de 1 % à 4 %. Lorsque la teneur en volume des pores est comprise entre 0 et 4 %, pour chaque augmentation de 1 % de la teneur en volume des pores, la résistance au cisaillement interlaminaire diminue d'environ 7 %. Des études sur les stratifiés en résine époxy et en résine bismaléimide en fibres de carbone ont montré que lorsque la porosité dépasse 0,9 %, la résistance au cisaillement interlaminaire commence à diminuer. On sait par des expériences que les pores sont principalement répartis entre les faisceaux de fibres et aux interfaces interlaminaires. De plus, plus la teneur en pores est élevée, plus la taille des pores est grande, ce qui réduit considérablement la surface de l'interface interlaminaire dans le stratifié. Lorsque le matériau est sollicité, il est sujet à une défaillance le long de l'interface interlaminaire, ce qui est également la raison pour laquelle la résistance au cisaillement interlaminaire est relativement sensible aux pores. De plus, les pores sont des zones de concentration de contraintes avec une faible capacité de charge. Lorsqu'ils sont sollicités, les pores se dilatent pour former de longues fissures, entraînant des dommages.

Même deux stratifiés avec la même porosité (en utilisant différentes méthodes de préimprégnation et méthodes de fabrication dans le même cycle de durcissement) présentent des comportements mécaniques complètement différents. Les valeurs spécifiques de la diminution des propriétés mécaniques avec l'augmentation de la porosité sont différentes, ce qui montre que l'influence de la porosité sur les propriétés mécaniques a une grande dispersion et une faible répétabilité. En raison de l'inclusion de nombreux facteurs variables, l'influence des pores sur les propriétés mécaniques des stratifiés composites est une question très complexe. Ces facteurs comprennent : la forme, la taille et l'emplacement des pores ; les propriétés mécaniques des fibres, de la matrice et des interfaces ; les charges statiques ou dynamiques.

Comparés à la porosité et au rapport d'aspect des pores, la taille et la répartition des pores ont un impact plus important sur les propriétés mécaniques. Il a été constaté que les grands pores (surface > 0,03 mm²) ont un effet néfaste sur les propriétés mécaniques, ce qui est attribué à l'influence des pores sur la propagation des fissures dans la zone riche en résine interlaminaire.

Propriétés physiques

La fibre de carbone combine la forte résistance à la traction des matériaux carbonés et la processabilité souple des fibres, ce qui en fait un nouveau matériau aux excellentes propriétés mécaniques. La résistance à la traction de la fibre de carbone est d'environ 2 à 7 GPa, et le module de traction est d'environ 200 à 700 GPa. La densité est d'environ 1,5 à 2,0 grammes par centimètre cube, ce qui est lié à la structure de la fibre précurseur et principalement déterminé par la température du traitement de carbonisation. Généralement, après un traitement de graphitisation à haute température à 3000 °C, la densité peut atteindre 2,0 grammes par centimètre cube. De plus, elle est très légère, avec une densité inférieure à celle de l'aluminium, moins de 1/4 de celle de l'acier, et une résistance spécifique 20 fois supérieure à celle du fer. Le coefficient de dilatation thermique de la fibre de carbone est différent de celui des autres fibres, et elle a la caractéristique de l'anisotropie. La capacité thermique spécifique de la fibre de carbone est généralement de 7,12. La conductivité thermique diminue avec l'augmentation de la température : elle est négative dans la direction parallèle à la fibre (0,72 à 0,90) et positive dans la direction perpendiculaire à la fibre (32 à 22). La résistivité spécifique de la fibre de carbone est liée au type de fibre. À 25 °C, la fibre de carbone à module élevé a une résistivité spécifique de 775, et la fibre de carbone à haute résistance a une résistivité spécifique de 1500 par centimètre. Cela confère à la fibre de carbone la résistance spécifique et le module spécifique les plus élevés parmi toutes les fibres haute performance. Comparée aux matériaux métalliques tels que le titane, l'acier et l'aluminium, la fibre de carbone présente les caractéristiques de haute résistance, de module élevé, de faible densité et de faible coefficient de dilatation linéaire dans les propriétés physiques, et peut être qualifiée de « roi des nouveaux matériaux ».

En plus d'avoir les caractéristiques des matériaux carbonés généraux, la fibre de carbone a une apparence significative anisotrope et souple, peut être transformée en divers tissus, et en raison de sa faible densité, elle présente une résistance élevée le long de la direction de l'axe de la fibre. Les composites en résine époxy renforcés de fibres de carbone ont l'indice global le plus élevé de résistance spécifique et de module spécifique parmi les matériaux structurels existants. La résistance à la traction des composites en résine de fibres de carbone est généralement supérieure à 3500 MPa, ce qui est de 7 à 9 fois supérieur à celui de l'acier, et le module d'élasticité à la traction est de 230 à 430 GPa, ce qui est également supérieur à celui de l'acier ; par conséquent, la résistance spécifique du CFRP, c'est-à-dire le rapport de la résistance du matériau à sa densité, peut atteindre plus de 2000 MPa, tandis que la résistance spécifique de l'acier A3 n'est que d'environ 59 MPa, et son module spécifique est également supérieur à celui de l'acier. Comparé à la fibre de verre traditionnelle, son module de Young (une grandeur physique représentant les propriétés de traction ou de compression d'un matériau dans la limite élastique) est plus de 3 fois supérieur à celui de la fibre de verre ; comparé à la fibre de Kevlar, son module de Young est environ deux fois supérieur à celui de la fibre de Kevlar. Des tests sur les stratifiés en résine époxy de fibres de carbone ont montré que la résistance et le module diminuent avec l'augmentation de la porosité. La porosité a une grande influence sur la résistance au cisaillement interlaminaire, la résistance à la flexion et le module de flexion ; la résistance à la traction diminue relativement lentement avec l'augmentation de la porosité ; le module de traction est moins affecté par la porosité.

La fibre de carbone a également une excellente finesse (l'une des expressions de la finesse est le nombre de grammes de fibre de 9000 mètres de long), généralement seulement environ 19 grammes, et la force de traction est aussi élevée que 300 kg par micron. Peu d'autres matériaux possèdent une telle série d'excellentes propriétés que la fibre de carbone, elle est donc utilisée dans des domaines avec des exigences strictes en matière de ténacité, de rigidité, de poids et de caractéristiques de fatigue. Lorsqu'elle n'est pas en contact avec l'air et les oxydants, la fibre de carbone peut résister à des températures élevées supérieures à 3000 degrés, avec une résistance à la chaleur exceptionnelle. Comparée à d'autres matériaux, la résistance de la fibre de carbone ne commence à diminuer que lorsque la température est supérieure à 1500 °C, et plus la température est élevée, plus la résistance de la fibre est grande. La résistance radiale de la fibre de carbone n'est pas aussi bonne que la résistance axiale, la fibre de carbone craint donc la force radiale (c'est-à-dire qu'elle ne peut pas être nouée), tandis que les propriétés des filaments d'autres matériaux ont déjà diminué de manière significative. De plus, la fibre de carbone a également une bonne résistance aux basses températures, comme ne pas devenir cassante à la température de l'azote liquide.

Les propriétés chimiques de la fibre de carbone sont similaires à celles du carbone. Sauf qu'elle peut être oxydée par des oxydants forts, elle est inerte aux alcalis généraux. Lorsque la température dans l'air est supérieure à 400 °C, une oxydation évidente se produit, générant du CO et du CO₂. La fibre de carbone a une bonne résistance à la corrosion aux solvants organiques, aux acides et aux alcalis généraux, est insoluble et non gonflante, et a une excellente résistance à la corrosion, sans aucun problème de rouille. Certains chercheurs ont trempé de la fibre de carbone à base de PAN dans une solution d'hydroxyde de sodium fortement alcaline en 1981, et après plus de 30 ans, elle conserve toujours sa forme de fibre. Cependant, sa résistance aux chocs est faible et elle est facile à endommager. Elle est oxydée sous l'action d'acides forts. La force électromotrice de la fibre de carbone est positive, tandis que celle de l'alliage d'aluminium est négative. Lorsque les composites en fibres de carbone sont utilisés en combinaison avec des alliages d'aluminium, une carburation métallique, une carburation et une corrosion électrochimique se produiront. Par conséquent, la fibre de carbone doit subir un traitement de surface avant utilisation. La fibre de carbone possède également des propriétés telles que la résistance à l'huile, la résistance aux radiations, la résistance à la radioactivité, l'absorption des gaz toxiques et le ralentissement des neutrons.

Rappel amical

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