وبلاگ در باره بررسی خواص عایق و رسانایی الیاف کربن برای کاربردهای متنوع

در علوم مواد، عملکرد عایق دو ابعاد حیاتی را شامل می شود: حرارتی و الکتریکی. عایق حرارتی با هدف جلوگیری از انتقال گرمایا تشعشع برای حفظ ثبات دمایاز طرف دیگر، عایق الکتریکی مانع از جریان جریان می شود تا ایمنی در سیستم های برق را تضمین کند، به عنوان مثال پوشش لاستیکی یا پلاستیکی بر روی سیم ها.ولی فیبر کربن کجاست؟، ماده ای که توسط اتم های کربن تحت سلطه است، در این دوگانه قرار دارد؟ پاسخ در خواص منحصر به فرد و فرآیندهای تولید آن است.

رفتار حرارتی فیبر کربن به شکل و درمان آن بستگی دارد. در حالی که رسانایی حرارتی بالا باعث می شود آن را برای تبعید گرما در الکترونیک ایده آل کند.خواص ساختاری آن همچنین مقاومت حرارتی را امکان پذیر می کندبرخلاف عایق های سنتی، فیبر کربن به جای جذب گرما، به طور کارآمد گرما را منتقل می کند و در محیط های شدید محافظت می کند.عملکرد عایق بندی آن با فیبر شیشه ای یا فوم رقابت می کندتولید کنندگان می توانند هدایت حرارتی را با تنظیم ترکیب، با استفاده از ضریب گسترش حرارتی پایین یا منفی فیبر کربن برای ادغام با مواد گسترش دهنده گرما تنظیم کنند..

فیبر کربن به طور ذاتی رسانا است، اما رفتار الکتریکی آن می تواند از طریق نوع فیبر، جهت گیری ساختاری و محتوای رزین اصلاح شود.فرایندهای تولیدی تخصصی می توانند رسانایی را سرکوب کنند، که استفاده از آن را به عنوان یک عایق الکتریکی در کاربردهای انتخاب شده امکان پذیر می کند.

تسلط فیبر کربن در سراسر صنایع ناشی از خواص استثنایی آن است:

• از لحاظ جسمی:با تراکم 1.60 ∼ 2.00 گرم / سانتی متر 3 ، اجزای سبک وزن اما قوی را در خودرو ، توربین های بادی و هوافضا امکان پذیر می کند.
• مواد شیمیایی:مقاومت در برابر خوردگی، آن را به طور قابل اعتماد در محیط های خشن انجام می شود.
• برق:انواع فرآوری شده به عنوان عایق در بخش های هوافضا و انرژی استفاده می شوند.
• مکانیکی:مقاومت کششی ۲۹۰۰۷۰۰۰ MPa دوام را تحت فشار شدید تضمین می کند.

انعطاف پذیری فیبر کربن باعث پذیرفتن آن در:

• هوافضا:ساختارهای هواپیمای سبک وزن و الکترونیک
• الکترونیک:سیم کشی عایق برای جلوگیری از نشت جریان
• انرژی:تیغه های تقویت شده توربین بادی و حمل و نقل سبک برای انرژی پاک
• ساخت و ساز:عایق حرارتی در ساختمان ها برای بهره وری انرژی

تولید با انتخاب مواد خام (اغلب پلی آکریلونیتریل (PAN) شروع می شود و سپس با پردازش حلال، اکسیداسیون و کربناسیون در دمای بالا (تا 3000 درجه سانتیگراد در جوهای بی اثر) انجام می شود.تکنیک های قالب بندی مانند پلتروژن یا خشک کردن اتوکلاو ترکیب فیبر کربن با رزین ها، گاهی اوقات شامل نانوذرات سیلیس برای کاهش رسانایی حرارتی. کنترل کیفیت دقیق اطمینان از انطباق با استانداردهای بین المللی،رفع نقص هایی مانند خشکی بالا که عملکرد را به خطر می اندازد.

برای نیازهای مختلف طراحی شده:

• ترکیب:در رآکتورهای هوافضا و هسته ای برای مقاومت در برابر شوک حرارتی استفاده می شود.
• سفت:برای کوره های صنعتی ایده آل است.
• چند لایه:ورق هاي انباشته شده عایق رو ده برابر بهتر ميکنن
• انعطاف پذیر:اجزای دمای بالا را در کاربردهای حساس مهر و موم می کند.

کربن زیستی که با گرم کردن مواد آلی در شرایط اکسیژن محدود تولید می شود، ساختار متخلخل و سبک فیبر کربن را به اشتراک می گذارد.همچنین به عنوان یک عامل سخت کننده در ترکیبات فیبر کربن عمل می کند.

با خواص عایق بندی تنظیم پذیر و قدرت مکانیکی آن، فیبر کربن در صنایع مدرن، از هوافضا تا راه حل های انرژی پایدار، ضروری است.