Detalles del producto
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Las fibras de carbono cortadas se fabrican cortando filamentos continuos de fibra de carbono en longitudes cortas utilizando una máquina de corte de fibra. Sus propiedades básicas dependen principalmente de las propiedades de su materia prima: los filamentos continuos de fibra de carbono. Las fibras cortas tienen ventajas como la dispersión uniforme, los diversos métodos de alimentación y los procesos simples, y se pueden aplicar en campos especiales donde los filamentos continuos de fibra de carbono no son adecuados.
Origen
En 1880, el inventor estadounidense Thomas Edison carbonizó por primera vez fibras de bambú en filamentos para servir como filamentos luminosos en las bombillas eléctricas, lo que marcó el comienzo de la era de la fibra de carbono (abreviado como CF). El pionero en el uso de la fibra de carbono como material estructural fue representado por una empresa estadounidense. En 1959, utilizando fibras de brea como materia prima, después de la carbonización a una alta temperatura de varios miles de grados, obtuvieron fibra de carbono con un módulo elástico de aproximadamente 40 GPa y una resistencia de aproximadamente 0,7 GPa. En 1965, la empresa extendió la misma materia prima a una alta temperatura de 3000°C para desarrollar fibra grafitizada de alta elasticidad filamentosa, con un módulo elástico de aproximadamente 500 GPa y una resistencia de aproximadamente 2,8 GPa.
En 1961, el Dr. Shonan Shindo de un instituto de investigación japonés, utilizando poliacrilonitrilo (abreviado como PAN) como materia prima, obtuvo fibra de carbono con un módulo elástico de 160 GPa y una resistencia de 0,7 GPa después de los procesos de oxidación y carbonización a varios miles de grados.
En 1962, la empresa japonesa Nippon Carbon Co. produjo fibra de carbono de bajo módulo (L.M.) utilizando PAN como materia prima. También desarrollaron CF de alta resistencia utilizando fibra de PAN como materia prima, con un módulo elástico de aproximadamente 230 GPa y una resistencia de aproximadamente 2,8 GPa. La producción en masa de 1 tonelada por mes se logró a partir de 1966. Al mismo tiempo, desarrollaron CF de alto módulo de elasticidad con una temperatura de carbonización superior a 2000°C, con un módulo elástico de aproximadamente 400 GPa y una resistencia de aproximadamente 2,0 GPa. La producción de fibra de carbono a base de PAN alcanzó las 6.500 toneladas por año en 1992 y superó las 10.000 toneladas por año en el año 2000.
Aunque la demanda de fibra de carbono se expandió gradualmente, después del final de la Guerra Fría en 1991, el uso en aplicaciones militares se redujo. Junto con la depresión económica, se perdió el equilibrio entre la oferta y la demanda, y la industria se vio afectada. Sin embargo, la producción del nuevo modelo B777 de Boeing en los Estados Unidos, junto con la expansión de las aplicaciones en ingeniería civil, construcción, automóviles y materiales compuestos, condujo a un crecimiento gradual y constante de la industria de la fibra de carbono.
Características
La fibra de carbono es un material de carbono fibroso. Es un nuevo tipo de material con muchas propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas valiosas: tiene mayor resistencia que el acero, menor densidad que el aluminio, mejor resistencia a la corrosión que el acero inoxidable, mayor resistencia a la temperatura que el acero resistente al calor y puede conducir la electricidad como el cobre. La fibra de carbono se utiliza principalmente en forma de plástico reforzado con fibra de carbono, un tipo de material compuesto.
Fibra de carbono cortada
Cada fibra de carbono está compuesta por miles de fibras de carbono más pequeñas, con un diámetro de aproximadamente 5μm a 8μm. A nivel atómico, la fibra de carbono es muy similar al grafito, que consta de capas de átomos de carbono dispuestos en un patrón hexagonal. La diferencia entre la fibra de carbono y el grafito radica en la unión entre las capas. El grafito tiene una estructura cristalina con conexiones intercapas sueltas, mientras que la fibra de carbono no tiene una estructura cristalina y sus conexiones intercapas son irregulares, lo que evita el deslizamiento y mejora la resistencia del material.
Generalmente, la densidad de la fibra de carbono es de 1750 kg/m³. Tiene alta conductividad térmica pero baja conductividad eléctrica, y su capacidad calorífica específica también es menor que la del cobre. Cuando se calienta, la fibra de carbono se vuelve más gruesa y corta. Aunque el color natural de la fibra de carbono es negro, los científicos pueden teñirla de diferentes colores.
Aplicaciones
Los principales campos de aplicación de las fibras de carbono cortadas incluyen:
Industria militar: Utilizado en la fabricación de cohetes, misiles, radares, carcasas de naves espaciales, lanchas a motor, robots industriales, ballestas de automóviles, ejes de transmisión, etc.
Construcción: Cemento reforzado con fibra de carbono, revestimientos conductores, pisos antiestáticos, etc.;
Campo electrotérmico: Papel conductor, placas de calentamiento eléctrico, fieltros superficiales conductores, fieltros punzonados con aguja, esteras conductoras, etc.;
Materiales de blindaje: fabricación de humo de blindaje, muros cortina de blindaje, etc.;
Materiales de aislamiento térmico: piezas en bruto y ladrillos refractarios reforzados con fibra de carbono, cerámicas reforzadas con fibra de carbono, etc.;
Campo de la nueva energía: generación de energía eólica, materiales de fricción, electrodos de celdas de combustible, etc.
Productos deportivos y de ocio: palos de golf, aparejos de pesca, raquetas de tenis, raquetas de bádminton, flechas, bicicletas, botes de remo, etc.
Plásticos modificados reforzados: nailon (PA), polipropileno (PP), policarbonato (PC), fenólico (PF), politetrafluoroetileno (PTFE), poliimida (PI), etc.;
Materiales sustitutos del cuerpo: ligamentos artificiales, etc.
La fibra de carbono tiene la suavidad de los textiles ordinarios y se puede procesar en telas, fieltros, esteras, cintas, papeles y otros materiales. En las aplicaciones tradicionales, a excepción de su uso como materiales de aislamiento térmico, la fibra de carbono generalmente no se utiliza sola. Se agrega principalmente como material de refuerzo a resinas, metales, cerámicas, hormigón y otros materiales para formar materiales compuestos. Los materiales compuestos reforzados con fibra de carbono se pueden utilizar como materiales estructurales de aviones, materiales de blindaje electromagnético y antiestáticos, ligamentos artificiales y otros materiales de reemplazo corporal, así como en la fabricación de carcasas de cohetes, lanchas a motor, robots industriales, ballestas de automóviles y ejes de transmisión, etc.
Desde alrededor de 1994 hasta 2002, con el avance de la investigación académica de la fibra de carbono de fibra corta a fibra de carbono de fibra larga, la tecnología y los productos que utilizan fibra de carbono para fabricar materiales de calefacción entraron gradualmente en los campos militar y civil. En la actualidad, existen muchos casos nacionales de uso de fibra de carbono de fibra larga para fabricar cables para la red eléctrica nacional. Al mismo tiempo, los productos de calefacción de fibra de carbono, los productos de calefacción de fibra de carbono y los productos de fisioterapia de infrarrojo lejano de fibra de carbono también están entrando en más y más hogares de personas comunes.
Fibras de carbono cortadas
Principales indicadores técnicos:
Contenido de carbono: superior al 95%
Resistencia a la tracción: 3500MPa
Módulo de tracción: 228GPa
Densidad: 1,75 g/cm³
Resistividad: 1,0-1,6Ωcm
Diámetro de la fibra: 7μm
Forma de la sección transversal: circular
Densidad aparente: 0,4 g/cm³
Longitud estándar: 1 mm-100 mm
Tipo que contiene resina / Tipo sin resina
Recordatorio cálido
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