Produktdetails
Details der japanischen Mitsubishi Original 3k Kohlefaser
Modell: TR30S 3L A1
Spezifikation: 1 kg/Rolle
Verpackung: 18 kg/Karton
Widerstand: 130-137 (Referenzwert)
Länge: 5000 Meter
Die Shenzhen Turing Evolution Technology Co., Ltd. ist einem der Top-100-Unternehmen in der Provinz Guangdong angeschlossen. Sie wurde im September 2006 gegründet und verfügt über ein Gesamtvermögen von fast 100 Millionen Yuan. Das Unternehmen beherrscht die Technologien im Tausend-Tonnen-Bereich für die Qualitäten T300 und T700 sowie die Technologien im Hundert-Tonnen-Bereich für die Qualitäten T800 und M30 und besitzt unabhängige geistige Eigentumsrechte in Bezug auf Schlüsseltechnologien, Kernausrüstung und andere Aspekte.
Seit ihrer Gründung hat die Shenzhen Turing Evolution Technology Co., Ltd. fast 10.000 Tonnen Kohlefaser verkauft, was den Großteil des Umsatzes auf dem heimischen Kohlefasermarkt ausmacht. Ihre Produkte werden in großem Umfang in industriellen Bereichen wie Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen, Verbundkabelkernen, Druckbehältern, medizinischen Geräten und im Bauwesen sowie im Sport- und Freizeitbereich eingesetzt. Sie haben sich bei Tests in den Bereichen Landesverteidigung und Militär wie der Luft- und Raumfahrt, der Rüstungsindustrie und der Nuklearindustrie bewährt und finden breite Anwendung in neuen Bereichen wie neuen Energiefahrzeugen, Schienenverkehr, Windkrafterzeugung und Schiffbau.
Die Shenzhen Turing Evolution Technology Co., Ltd. hat ihren Sitz in der Sonderwirtschaftszone Shenzhen, Guangdong, China. Sie hat sich zum Ziel gesetzt, der Welt integrierte Lösungen anzubieten, darunter Forschung und Entwicklung von Kohlefaser-Vorläufern, Kohlefaserproduktion und Forschung und Entwicklung von Kohlefaser-Verbundwerkstoffprodukten. Derzeit verfügt sie über eine Produktionskapazität für Kohlefaser-Vorläufer von 13.000 Tonnen und eine Kohlefaser-Produktionskapazität von 5.000 Tonnen. Sie ist ein Unternehmen, das die industrielle Produktion von Fasern im Kilotonnen-Bereich realisiert hat, und ein Unternehmen, das die Trocken-Nass-Spinntechnologie zur Herstellung von Hochleistungs-Kohlefasern entwickelt hat. Das Unternehmen hat unabhängig eine komplette Reihe von Hochleistungs-Kohlefaser-Vorläufer- und Karbonisierungs-Produktionslinien erforscht und entwickelt, Kerntechnologieprozesse wie Polymerisation mit ultrahoher Kapazität, Trocken-Nass-Spinnen und homogene Voroxidation-Karbonisierung sowie die Herstellung von Schlüsselgeräten beherrscht und kann stabil SYT45-, SYT49- und SYT55-Hochleistungs-Kohlefasern in Chargen und im großen Maßstab produzieren.
Die Shenzhen Turing Evolution Technology Co., Ltd. war branchenführend bei der Erlangung von Zertifizierungen für das Qualitätsmanagementsystem ISO9001, das Umweltmanagementsystem ISO14001, das Arbeitsschutzmanagementsystem OHSAS18001 und das Mess- und Prüfsystem ISO10012. Sie hat ein Hochleistungsfaser-Testzentrum und ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für neue Produkte eingerichtet und an der Ausarbeitung nationaler Standards für Kohlefaser- und Vorläuferprodukte mitgewirkt.
Kohlefaser (kurz CF) ist ein neuer Fasertyp mit hochfesten und hochmoduligen Fasern mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 95 %. Es handelt sich um ein mikrokristallines Graphitmaterial, das durch Stapeln von Flachgraphit-Mikrokristallen und anderen organischen Fasern entlang der axialen Richtung der Faser und anschließender Karbonisierungs- und Graphitisierungsbehandlung erhalten wird. Kohlefaser ist „außen weich und innen hart“. Sie ist leichter als metallisches Aluminium, aber stärker als Stahl. Sie weist auch die Eigenschaften Korrosionsbeständigkeit und hohen Modul auf, was sie zu einem wichtigen Material sowohl in der Landesverteidigung und im Militär als auch in zivilen Anwendungen macht. Sie besitzt nicht nur die inhärenten Eigenschaften von Kohlenstoffmaterialien, sondern auch die weiche Verarbeitbarkeit von Textilfasern, was sie zu einer neuen Generation von Verstärkungsfasern macht.
Kohlefaser hat viele hervorragende Eigenschaften. Sie hat eine hohe axiale Festigkeit und einen hohen Modul, eine geringe Dichte, eine hohe spezifische Leistung, kein Kriechen, Beständigkeit gegen extrem hohe Temperaturen in nicht-oxidierenden Umgebungen, eine gute Ermüdungsbeständigkeit, eine spezifische Wärme und elektrische Leitfähigkeit zwischen Nichtmetallen und Metallen, einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten mit Anisotropie, eine gute Korrosionsbeständigkeit und eine gute Röntgenstrahltransparenz. Sie hat auch eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit sowie gute elektromagnetische Abschirmeigenschaften, unter anderem.
Im Vergleich zu herkömmlichen Glasfasern ist der Elastizitätsmodul von Kohlefaser mehr als dreimal so hoch wie der von Glasfaser; im Vergleich zu Kevlar-Faser ist ihr Elastizitätsmodul etwa doppelt so hoch wie der von Kevlar-Faser. Sie ist in organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen unlöslich und quillt nicht, mit hervorragender Korrosionsbeständigkeit.
Am 15. Februar 2016 durchbrach China die Kontrolle und Blockade Japans, um Hochleistungs-Kohlefaser zu entwickeln.
Zusammensetzung und Struktur der Kohlefaser
Kohlefaser ist eine anorganische Polymerfaser mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 90 %. Davon werden diejenigen mit einem Kohlenstoffgehalt von mehr als 99 % als Graphitfasern bezeichnet. Die Mikrostruktur der Kohlefaser ähnelt der von künstlichem Graphit, bei der es sich um eine turbostratische Graphitstruktur handelt. Der Abstand zwischen den Schichten der Kohlefaser beträgt etwa 3,39 bis 3,42 Angström. Die Kohlenstoffatome in jeder parallelen Schicht sind nicht so regelmäßig angeordnet wie in Graphit, und die Schichten sind durch Van-der-Waals-Kräfte verbunden.
Die Struktur der Kohlefaser wird üblicherweise als aus zweidimensional geordneten Kristallen und Poren bestehend betrachtet. Der Gehalt, die Größe und die Verteilung der Poren haben einen großen Einfluss auf die Eigenschaften der Kohlefaser.
Wenn die Porosität unter einem bestimmten kritischen Wert liegt, hat die Porosität keinen offensichtlichen Einfluss auf die interlaminare Scherfestigkeit, die Biegefestigkeit und die Zugfestigkeit von Kohlefaserverbundwerkstoffen. Einige Studien weisen darauf hin, dass die kritische Porosität, die eine Abnahme der mechanischen Eigenschaften des Materials verursacht, 1 % bis 4 % beträgt. Wenn der Porenvolumengehalt im Bereich von 0 % bis 4 % liegt, nimmt die interlaminare Scherfestigkeit für jede Erhöhung des Porenvolumengehalts um 1 % um etwa 7 % ab. Studien an Kohlefaser-Epoxidharz- und Kohlefaser-Bismaleimidharz-Laminaten zeigen, dass die interlaminare Scherfestigkeit abnimmt, wenn die Porosität 0,9 % übersteigt. Aus Experimenten ist bekannt, dass sich Poren hauptsächlich zwischen Faserbündeln und an der Grenzfläche zwischen den Schichten verteilen. Darüber hinaus gilt: Je höher der Porenbesatz, desto größer die Porengröße, was die Fläche der Grenzfläche zwischen den Schichten im Laminat erheblich reduziert. Wenn das Material beansprucht wird, neigt es zum Versagen entlang der Zwischenschicht, was auch der Grund dafür ist, dass die interlaminare Scherfestigkeit relativ empfindlich auf Poren reagiert. Darüber hinaus sind Poren Bereiche mit Spannungskonzentrationen mit geringer Tragfähigkeit. Unter Belastung dehnen sich Poren aus und bilden lange Risse, was zu Schäden führt.
Selbst zwei Laminate mit der gleichen Porosität (unter Verwendung verschiedener Prepreg-Methoden und Herstellungsverfahren im gleichen Härtungszyklus) weisen ein völlig unterschiedliches mechanisches Verhalten auf. Die spezifischen Werte der Abnahme der mechanischen Eigenschaften mit der Zunahme der Porosität sind unterschiedlich, was zeigt, dass der Einfluss der Porosität auf die mechanischen Eigenschaften eine große Streuung und schlechte Wiederholbarkeit aufweist. Aufgrund der Einbeziehung vieler variabler Faktoren ist der Einfluss von Poren auf die mechanischen Eigenschaften von Verbundlaminaten ein sehr komplexes Thema. Zu diesen Faktoren gehören: die Form, Größe und Position der Poren; die mechanischen Eigenschaften der Fasern, der Matrix und der Grenzflächen; statische oder dynamische Belastungen.
Im Vergleich zu Porosität und Porenaspektverhältnis haben Porengröße und -verteilung einen größeren Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften. Es wurde festgestellt, dass große Poren (Fläche > 0,03 mm²) einen nachteiligen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften haben, was auf den Einfluss von Poren auf die Rissausbreitung im Bereich der zwischenschichtigen harzreichen Bereiche zurückzuführen ist.
Physikalische Eigenschaften
Kohlefaser kombiniert die hohe Zugfestigkeit von Kohlenstoffmaterialien und die weiche Verarbeitbarkeit von Fasern, was sie zu einem neuen Material mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften macht. Die Zugfestigkeit von Kohlefaser beträgt etwa 2 bis 7 GPa, und der Zugmodul beträgt etwa 200 bis 700 GPa. Die Dichte beträgt etwa 1,5 bis 2,0 Gramm pro Kubikzentimeter, was mit der Struktur der Vorläuferfaser zusammenhängt und hauptsächlich durch die Temperatur der Karbonisierungsbehandlung bestimmt wird. Im Allgemeinen kann die Dichte nach einer Hochtemperatur-Graphitisierungsbehandlung bei 3000 °C 2,0 Gramm pro Kubikzentimeter erreichen. Darüber hinaus ist sie sehr leicht, mit einem spezifischen Gewicht, das leichter als Aluminium, weniger als 1/4 des Gewichts von Stahl und einer spezifischen Festigkeit von 20-mal so hoch wie Eisen ist. Der Wärmeausdehnungskoeffizient von Kohlefaser unterscheidet sich von dem anderer Fasern, und sie weist die Eigenschaft der Anisotropie auf. Die spezifische Wärmekapazität von Kohlefaser beträgt im Allgemeinen 7,12. Die Wärmeleitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab; sie ist in der Richtung parallel zur Faser negativ (0,72 bis 0,90) und in der Richtung senkrecht zur Faser positiv (32 bis 22). Der spezifische Widerstand von Kohlefaser hängt von der Art der Faser ab. Bei 25 °C beträgt die hochmodulige Kohlefaser 775 und die hochfeste Kohlefaser 1500 pro Zentimeter. Dies führt dazu, dass Kohlefaser die höchste spezifische Festigkeit und den höchsten spezifischen Modul unter allen Hochleistungsfasern aufweist. Im Vergleich zu Metallmaterialien wie Titan, Stahl und Aluminium weist Kohlefaser in Bezug auf die physikalischen Eigenschaften die Eigenschaften hohe Festigkeit, hoher Modul, geringe Dichte und kleiner linearer Ausdehnungskoeffizient auf und kann als König der neuen Materialien bezeichnet werden.
Zusätzlich zu den Eigenschaften allgemeiner Kohlenstoffmaterialien weist Kohlefaser eine deutlich anisotrope und weiche Form auf, kann zu verschiedenen Geweben verarbeitet werden und zeigt aufgrund ihres geringen spezifischen Gewichts eine hohe Festigkeit in Richtung der Faserachse. Kohlefaserverstärkte Epoxidharzverbundwerkstoffe weisen den höchsten Gesamtindex an spezifischer Festigkeit und spezifischem Modul unter den vorhandenen Strukturmaterialien auf. Die Zugfestigkeit von Kohlefaserharzverbundwerkstoffen beträgt im Allgemeinen mehr als 3500 MPa, was dem 7- bis 9-fachen von Stahl entspricht, und der elastische Zugmodul beträgt 230 bis 430 GPa, was ebenfalls höher ist als der von Stahl; daher kann die spezifische Festigkeit von CFK, d. h. das Verhältnis der Festigkeit des Materials zu seiner Dichte, mehr als 2000 MPa erreichen, während die spezifische Festigkeit von A3-Stahl nur etwa 59 MPa beträgt, und auch sein spezifischer Modul ist höher als der von Stahl. Im Vergleich zu herkömmlichen Glasfasern ist ihr Elastizitätsmodul (eine physikalische Größe, die die Zug- oder Druckeigenschaften eines Materials innerhalb der elastischen Grenze darstellt) mehr als dreimal so hoch wie der von Glasfasern; im Vergleich zu Kevlar-Faser ist ihr Elastizitätsmodul etwa doppelt so hoch wie der von Kevlar-Faser. Tests an Kohlefaser-Epoxidharz-Laminaten zeigen, dass sowohl die Festigkeit als auch der Modul mit zunehmender Porosität abnehmen. Die Porosität hat einen großen Einfluss auf die interlaminare Scherfestigkeit, die Biegefestigkeit und den Biegemodul; die Zugfestigkeit nimmt mit zunehmender Porosität relativ langsam ab; der Zugmodul wird weniger durch die Porosität beeinflusst.
Kohlefaser hat auch eine hervorragende Feinheit (eine der Ausdrücke für Feinheit ist die Grammzahl einer 9000 Meter langen Faser), im Allgemeinen nur etwa 19 Gramm, und die Zugkraft beträgt bis zu 300 kg pro Mikron. Nur wenige andere Materialien weisen eine solche Reihe hervorragender Eigenschaften wie Kohlefaser auf, daher wird sie in Bereichen mit strengen Anforderungen an Feinheit, Steifigkeit, Gewicht und Ermüdungseigenschaften eingesetzt. Bei Nichtkontakt mit Luft und Oxidationsmitteln kann Kohlefaser hohen Temperaturen über 3000 Grad standhalten, mit hervorragender Hitzebeständigkeit. Im Vergleich zu anderen Materialien beginnt die Festigkeit von Kohlefaser erst dann abzunehmen, wenn die Temperatur höher als 1500 °C ist, und je höher die Temperatur, desto größer die Faserfestigkeit. Die radiale Festigkeit von Kohlefaser ist nicht so gut wie die axiale Festigkeit, daher hat Kohlefaser Angst vor radialer Kraft (d. h. sie kann nicht verknotet werden), während die Whisker-Eigenschaften anderer Materialien bereits deutlich abgenommen haben. Darüber hinaus weist Kohlefaser auch eine gute Tieftemperaturbeständigkeit auf, z. B. wird sie bei Flüssigstickstofftemperatur nicht spröde.
Die chemischen Eigenschaften von Kohlefaser ähneln denen von Kohlenstoff. Abgesehen davon, dass sie durch starke Oxidationsmittel oxidiert werden kann, ist sie gegenüber allgemeinen Laugen inert. Wenn die Temperatur in der Luft höher als 400 °C ist, tritt eine deutliche Oxidation auf, bei der CO und CO₂ entstehen. Kohlefaser weist eine gute Korrosionsbeständigkeit gegenüber allgemeinen organischen Lösungsmitteln, Säuren und Laugen auf, ist unlöslich und quillt nicht und weist eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf, ohne Rostprobleme. Einige Wissenschaftler tauchten 1981 PAN-basierte Kohlefaser in eine stark alkalische Natriumhydroxidlösung ein, und nach mehr als 30 Jahren behält sie immer noch ihre Faserform bei. Ihre Schlagfestigkeit ist jedoch gering und sie wird leicht beschädigt. Sie wird unter Einwirkung starker Säuren oxidiert. Die elektromotorische Kraft von Kohlefaser ist positiv, während die von Aluminiumlegierungen negativ ist. Wenn Kohlefaserverbundwerkstoffe in Kombination mit Aluminiumlegierungen verwendet werden, treten Metallkarbonisierung, Aufkohlung und elektrochemische Korrosionsphänomene auf. Daher muss Kohlefaser vor der Verwendung oberflächenbehandelt werden. Kohlefaser hat auch Eigenschaften wie Ölbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, Funkbeständigkeit, Absorption giftiger Gase und Neutronenverzögerung.
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