타일리 TC36P-24K 탄소 섬유 가재 원본, 동일 무게의 타이완 TC36P-24K 탄소 섬유 가재 원본

제품 설명

심천 튜링 에볼루션 테크놀로지 유한회사는 광동성 100대 기업에 속해 있습니다. 2006년 9월에 설립되었으며 총 자산은 약 1억 위안입니다. T300 및 T700 등급의 천톤급 기술과 T800 및 M30 등급의 백톤급 기술을 보유하고 있으며, 핵심 기술 및 핵심 장비에 대한 독립적인 지적 재산권을 보유하고 있습니다.

설립 이후 심천 튜링 에볼루션 테크놀로지 유한회사는 약 1만 톤의 탄소섬유 판매량을 축적했으며, 이는 국내 탄소섬유 시장 판매량의 상당 부분을 차지합니다.

이 제품은 탄소-탄소 복합재료, 복합 케이블 코어, 압력 용기, 의료 기기, 토목 공학과 같은 산업 분야뿐만 아니라 스포츠 및 레저 분야에서도 널리 사용됩니다. 항공 우주, 군수 산업, 핵 산업과 같은 국방 및 군사 분야에서의 시험에서 좋은 평가를 받았으며, 신에너지 자동차, 철도 운송, 풍력 발전, 해양 공학과 같은 신흥 분야에서도 광범위하게 응용됩니다.

심천 튜링 에볼루션 테크놀로지 유한회사는 중국 광동성 심천 경제 특구에 위치하고 있습니다. 탄소섬유 전구체 연구 개발, 탄소섬유 생산, 탄소섬유 복합 제품 연구 개발을 포함한 통합 솔루션을 전 세계에 제공하기 위해 노력하고 있습니다. 현재 탄소섬유 전구체 생산 능력은 13,000톤, 탄소섬유 생산 능력은 5,000톤입니다. 킬로톤급 섬유 산업 생산을 실현한 기업이며, 고성능 탄소섬유 제조를 위한 건식 습식 방사 기술을 개발한 기업입니다. 회사는 고성능 탄소섬유 전구체 및 탄화 생산 라인을 독립적으로 개발 및 구축했으며, 초고용량 중합, 건식 습식 방사, 균질 전산화 탄화와 같은 핵심 기술 공정 및 핵심 장비 제조를 마스터했으며, SYT45, SYT49, SYT55 등급의 고성능 탄소섬유를 대량으로 안정적으로 생산할 수 있습니다.

심천 튜링 에볼루션 테크놀로지 유한회사는 ISO9001 품질 경영 시스템 인증, ISO14001 환경 경영 시스템 인증, OHSAS18001 산업 보건 및 안전 경영 시스템 인증, ISO10012 측정 검사 시스템 인증을 업계 최초로 통과했습니다. 고성능 섬유 시험 센터와 신제품 연구 개발 센터를 구축했으며, 탄소섬유 및 전구체 제품에 대한 국가 표준 제정에 참여했습니다.

탄소섬유(CF)는 탄소 함량이 95% 이상인 고강도, 고탄성률의 신소재 섬유입니다. 이는 플레이크 흑연 미세 결정과 기타 유기 섬유를 섬유의 축 방향으로 쌓은 후 탄화 및 흑연화 처리를 통해 얻어지는 미세 결정질 흑연 재료입니다. 탄소섬유는 "겉은 부드럽고 속은 단단하다"고 합니다. 금속 알루미늄보다 가볍지만 강철보다 강합니다. 또한 내식성과 높은 탄성률의 특성을 가지고 있어 국방 및 군사 산업과 민간 응용 분야 모두에서 중요한 재료입니다. 탄소 재료의 고유한 특성을 가질 뿐만 아니라 섬유의 부드러운 가공성을 가지고 있어 차세대 보강 섬유입니다.

탄소섬유는 많은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 높은 축 강도와 탄성률, 낮은 밀도, 높은 비 성능, 크리프 없음, 비산화 환경에서의 초고온 저항, 우수한 피로 저항, 비금속과 금속 사이의 비열 및 전기 전도도, 이방성을 가진 작은 열팽창 계수, 우수한 내식성 및 우수한 X선 투과성을 가지고 있습니다. 또한 우수한 전기 및 열 전도성과 뛰어난 전자기 차폐 특성을 가지고 있습니다.

전통적인 유리 섬유와 비교할 때 탄소 섬유의 영률은 유리 섬유의 3배 이상입니다. 케블라 섬유와 비교할 때 영률은 약 2배입니다. 유기 용매, 산 및 알칼리에 용해되지 않고 팽윤되지 않으며 뛰어난 내식성을 가지고 있습니다.

2016년 2월 15일, 중국은 일본의 통제와 봉쇄를 돌파하여 고성능 탄소섬유를 개발했습니다.

구성 및 구조

탄소섬유는 탄소 함량이 90% 이상인 무기 고분자 섬유입니다. 그중 탄소 함량이 99% 이상인 것을 흑연 섬유라고 합니다. 탄소섬유의 미세 구조는 인공 흑연과 유사하며, 터보스트라틱 흑연 구조를 가지고 있습니다. 탄소섬유의 층간 거리는 약 3.39~3.42 옹스트롬입니다. 각 평행 층의 탄소 원자는 흑연과 같이 규칙적으로 배열되지 않으며, 층은 반데르발스 힘으로 연결됩니다.

탄소섬유의 구조는 일반적으로 2차원 질서 결정과 기공으로 구성된 것으로 간주됩니다. 기공의 함량, 크기 및 분포는 탄소섬유의 성능에 상당한 영향을 미칩니다.

기공률이 특정 임계값 이하일 때, 기공률은 탄소섬유 복합재료의 층간 전단 강도, 굽힘 강도 및 인장 강도에 명확한 영향을 미치지 않습니다. 일부 연구에서는 재료의 기계적 특성 감소를 유발하는 임계 기공률이 1%-4%라고 지적했습니다. 기공 부피 함량이 0-4% 범위일 때, 기공 부피 함량이 1% 증가할 때마다 층간 전단 강도는 약 7% 감소합니다. 탄소섬유 에폭시 수지 및 탄소섬유 비스말레이미드 수지 라미네이트에 대한 연구에 따르면 기공률이 0.9%를 초과하면 층간 전단 강도가 감소하기 시작합니다. 시험 결과 기공은 주로 섬유 다발 사이와 층간 계면에 분포하는 것으로 나타났습니다. 또한 기공 함량이 높을수록 기공 크기가 커져 라미네이트의 층간 계면 면적이 크게 감소합니다. 재료에 응력이 가해지면 층간 파괴가 발생하기 쉬우므로 층간 전단 강도가 기공에 상대적으로 민감합니다. 또한 기공은 응력 집중 영역으로 하중 지지 능력이 약합니다. 응력이 가해지면 기공이 확장되어 긴 균열을 형성하여 손상을 유발합니다.

동일한 경화 주기에서 다른 프리프레그 방법 및 제조 방법을 사용하더라도 동일한 기공률을 가진 두 라미네이트도 완전히 다른 기계적 거동을 보입니다. 기공률 증가에 따른 기계적 특성 감소의 구체적인 값은 다양하며, 기공률이 기계적 특성에 미치는 영향은 분산이 크고 반복성이 낮음을 보여줍니다. 많은 변수 요인이 포함되어 있기 때문에 복합 라미네이트의 기계적 특성에 대한 기공의 영향은 복잡한 문제입니다. 이러한 요인에는 기공의 모양, 크기 및 위치, 섬유, 매트릭스 및 계면의 기계적 특성, 정적 또는 동적 하중이 포함됩니다.

기공률 및 기공 종횡비에 비해 기공 크기 및 분포가 기계적 특성에 더 큰 영향을 미칩니다. 큰 기공(면적 > 0.03mm²)은 기계적 특성에 부정적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌으며, 이는 기공이 층간 수지 함유 영역의 균열 전파에 미치는 영향 때문입니다.

물리적 특성

탄소섬유는 탄소 재료의 강한 인장 강도와 섬유의 부드러운 가공성을 결합하여 우수한 기계적 특성을 가진 신소재입니다. 탄소섬유의 인장 강도는 약 2~7 GPa이고, 인장 계수는 약 200~700 GPa입니다. 밀도는 약 1.5~2.0 g/cm³이며, 이는 전구체 섬유의 구조와 관련이 있지만 주로 탄화 처리 온도에 의해 결정됩니다. 일반적으로 3000°C에서 고온 흑연화 처리를 거치면 밀도가 2.0 g/cm³에 도달할 수 있습니다. 또한 무게가 매우 가벼워 비중이 알루미늄보다 가볍고 강철의 1/4 미만이며 비강도는 철의 20배입니다. 탄소섬유의 열팽창 계수는 다른 섬유와 다르며 이방성의 특성을 가지고 있습니다. 탄소섬유의 비열 용량은 일반적으로 7.12입니다. 열 전도도는 온도가 증가함에 따라 감소합니다. 섬유 방향으로는 음수(0.72~0.90)이고 섬유 수직 방향으로는 양수(32~22)입니다. 탄소섬유의 비저항은 섬유 종류와 관련이 있습니다. 25°C에서 고탄성률 탄소섬유는 775이고 고강도 탄소섬유는 1500입니다. 이는 탄소섬유가 모든 고성능 섬유 중에서 가장 높은 비강도와 비탄성률을 갖게 합니다. 티타늄, 강철, 알루미늄과 같은 금속 재료와 비교할 때 탄소섬유는 물리적 특성 면에서 고강도, 고탄성률, 저밀도, 작은 선형 팽창 계수의 특성을 가지며 "신소재의 왕"이라고 불릴 수 있습니다.

일반적인 탄소 재료의 특성 외에도 탄소섬유는 상당히 이방적이고 부드러운 모양을 가지며 다양한 직물로 가공될 수 있으며, 비중이 낮기 때문에 섬유 축 방향으로 높은 강도를 나타냅니다. 탄소섬유 강화 에폭시 수지 복합재료는 기존 구조 재료 중에서 비강도와 비탄성률의 종합 지표가 가장 높습니다. 탄소섬유 수지 복합재료의 인장 강도는 일반적으로 3500 MPa 이상으로 강철의 7~9배이며, 인장 탄성 계수는 230~430 GPa로 강철보다 높습니다. 따라서 CFRP의 비강도, 즉 재료의 강도를 밀도로 나눈 비율은 2000 MPa 이상에 달할 수 있는 반면, A3 강철의 비강도는 약 59 MPa에 불과하며 비탄성률도 강철보다 높습니다. 전통적인 유리 섬유와 비교할 때 영률(탄성 한계 내에서 재료의 인장 또는 압축 특성을 나타내는 물리량)은 유리 섬유의 3배 이상입니다. 케블라 섬유와 비교할 때 영률은 약 2배입니다. 탄소섬유 에폭시 수지 라미네이트에 대한 시험 결과 기공률이 증가함에 따라 강도와 탄성률이 모두 감소하는 것으로 나타났습니다. 기공률은 층간 전단 강도, 굽힘 강도 및 굽힘 계수에 매우 큰 영향을 미칩니다. 인장 강도는 기공률 증가에 따라 상대적으로 느리게 감소합니다. 인장 계수는 기공률의 영향을 덜 받습니다.

탄소섬유는 또한 우수한 세밀도(세밀도의 한 가지 표현은 9000미터 길이 섬유의 그램 수)를 가지고 있으며, 일반적으로 약 19그램에 불과하고 인장력은 마이크론당 300kg에 달합니다. 탄소섬유와 같은 일련의 우수한 특성을 가진 다른 재료는 거의 없으므로, 인성, 강성, 무게 및 피로 특성에 대한 요구 사항이 엄격한 분야에 사용됩니다. 공기 및 산화제와 접촉하지 않을 때 탄소섬유는 3000도 이상의 고온을 견딜 수 있으며 뛰어난 내열성을 가지고 있습니다. 다른 재료와 비교할 때 탄소섬유의 강도는 1500°C 이상의 온도에서만 감소하기 시작하며, 온도가 높을수록 섬유 강도가 커집니다. 탄소섬유의 방사 강도는 축 강도만큼 좋지 않으므로 탄소섬유는 방사력에 민감합니다(즉, 매듭을 지을 수 없음). 반면 다른 재료의 휘스커 특성은 이미 상당히 감소했습니다. 또한 탄소섬유는 저온 저항성이 우수합니다. 예를 들어, 액체 질소 온도에서도 부서지지 않습니다.

탄소섬유의 화학적 특성은 탄소와 유사합니다. 강한 산화제에 의해 산화되는 것을 제외하고는 일반적인 알칼리에 대해 불활성입니다. 공기 중 온도가 400°C 이상이면 명백한 산화가 발생하여 CO와 CO₂를 생성합니다. 탄소섬유는 일반적인 유기 용매, 산 및 알칼리에 대한 내식성이 우수하며, 용해되지 않고 팽윤되지 않으며, 내식성이 뛰어나 녹슬 문제가 전혀 없습니다. 일부 학자들은 1981년에 PAN 기반 탄소섬유를 강알칼리 수산화나트륨 용액에 담갔고, 30년 이상 지난 후에도 섬유 형태를 유지하고 있습니다. 그러나 내충격성이 약하고 손상되기 쉽습니다. 강산의 작용 하에서 산화됩니다. 탄소섬유의 기전력은 양수이고 알루미늄 합금의 기전력은 음수입니다. 탄소섬유 복합재료를 알루미늄 합금과 함께 사용할 경우 금속 탄화, 탄화 및 전기화학적 부식 현상이 발생합니다. 따라서 탄소섬유는 사용 전에 표면 처리를 해야 합니다. 탄소섬유는 또한 내유성, 내방사선성, 내방사선성, 유독 가스 흡수 및 중성자 감속과 같은 특성을 가지고 있습니다.

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