Нүүрстөрөгчийн шилэн: Орос дахь нүүрстөрөгчийн шилэн үйлдвэрлэлийн технологи, карбон файбер бүхий шаваас, шалны халаалт, нүүрстөрөгчийн шилний нягтрал, шинж чанар

2024 Зохиолч: Beatrice Philips | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-09 13:35

Нүүрстөрөгчийн эслэгийн талаар бүх зүйлийг мэдэх нь орчин үеийн хүн бүрийн хувьд маш чухал юм. Орос дахь нүүрстөрөгчийн үйлдвэрлэлийн технологи, карбон файберын нягтрал болон бусад шинж чанаруудыг ойлгосноор түүний хэрэглээний цар хүрээг ойлгож, зөв сонголт хийхэд хялбар болно. Нэмж дурдахад та карбон файбер бүхий шаваас, шалны халаалт, энэ бүтээгдэхүүнийг гадаадын үйлдвэрлэгчдийн талаар болон хэрэглээний янз бүрийн чиглэлээр олж мэдэх хэрэгтэй.

Өвөрмөц байдал

Нүүрстөрөгчийн шилэн ба карбон файбер, мөн хэд хэдэн эх сурвалжид нүүрстөрөгчийн шилэн нэр маш түгээмэл байдаг. Гэхдээ эдгээр материалын бодит шинж чанар, тэдгээрийг ашиглах боломжийн талаархи санаа нь олон хүмүүсийн хувьд огт өөр юм. Техникийн үүднээс авч үзвэл энэ материалыг 5 -аас доошгүй, 15 микроноос ихгүй хөндлөн огтлолтой утаснаас угсардаг … Бараг бүх найрлага нь нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрддэг тул ийм нэртэй болсон. Эдгээр атомууд нь өөрсдийгөө зэрэгцээ шугам үүсгэдэг хурц талст болгон бүлэглэдэг.

Энэхүү загвар нь маш өндөр суналтын бат бэхийг өгдөг. Нүүрстөрөгчийн шилэн бол цоо шинэ бүтээл биш юм . Үүнтэй төстэй материалын анхны дээжийг Эдисон хүлээн авч ашигласан. Хожим нь, ХХ зууны дунд үед карбон файбер нь сэргэн мандалтын үеийг туулсан бөгөөд үүнээс хойш түүний хэрэглээ тасралтгүй нэмэгдсээр байна.

Нүүрстөрөгчийн шилийг одоо өөр өөр түүхий эдээр хийсэн тул шинж чанар нь маш өөр байж болно.

Найрлага ба физик шинж чанар

Нүүрстөрөгчийн шилэн бүтээгдэхүүний хамгийн чухал шинж чанар нь хэвээр байна онцгой дулааны эсэргүүцэл … Бодисыг 1600 - 2000 градус хүртэл халаасан ч гэсэн хүрээлэн буй орчинд хүчилтөрөгч байхгүй тохиолдолд түүний параметр өөрчлөгдөхгүй. Энэ материалын нягтрал нь ердийнхтэй хамт шугаман (текст гэж нэрлэгддэг) хэмжигддэг. Шугаман нягтрал нь 600 текс байх үед 1 км торны масс 600 гр байх болно. Ихэнх тохиолдолд материалын уян хатан модуль буюу тэдний хэлснээр Янгийн модуль нь маш чухал ач холбогдолтой байдаг.

Өндөр бат бэх эслэгийн хувьд энэ үзүүлэлт 200-250 ГПа хооронд хэлбэлздэг. PAN -ийн үндсэн дээр хийсэн өндөр модультай карбон файбер нь ойролцоогоор 400 GPa уян модультай. Шингэн болор уусмалын хувьд энэ параметр нь 400-700 ГПа хооронд хэлбэлзэж болно. Уян хатан модулийг графит талстыг тус тусад нь сунгах үед түүний үнэ цэнийн тооцоонд үндэслэн тооцоолно. Атомын онгоцны чиглэлийг рентген дифракцийн шинжилгээ ашиглан тогтоодог.

Анхдагч гадаргуугийн хурцадмал байдал нь 0.86 Н / м байна. Металл нийлмэл шилэн материалыг олж авахын тулд материалыг боловсруулахад энэ тоо 1.0 Н / м хүртэл нэмэгддэг . Капилляр өргөлтийн аргаар хийсэн хэмжилт нь харгалзах параметрийг тодорхойлоход тусална. Газрын тосны давирхай дээр үндэслэсэн утас хайлах температур 200 градус байна. Ээрэх нь ойролцоогоор 250 градусаар явагддаг; бусад төрлийн утас хайлах цэг нь тэдгээрийн найрлагаас шууд хамаардаг.

Нүүрстөрөгчийн даавууны хамгийн их өргөн нь технологийн шаардлага, ялгаанаас хамаарна. Олон үйлдвэрлэгчдийн хувьд энэ нь 100 эсвэл 125 см юм. Тэнхлэгийн хүч чадлын хувьд энэ нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байх болно.

• 3000-аас 3500 МПа хүртэлх PAN дээр суурилсан өндөр бат бэх бүтээгдэхүүний хувьд;
• мэдэгдэхүйц суналттай утаснуудын хувьд 4500 МПа;
• 2000-4500 МПа хүртэлх өндөр модультай материалын хувьд.

Торны атомын хавтгай руу сунах хүчний дор болор тогтвортой байдлын онолын тооцоолол нь 180 GPa гэсэн утгыг өгдөг. Хүлээгдэж буй практик хязгаар нь 100 GPa байна. Гэсэн хэдий ч туршилтаар 20 GPa -аас дээш түвшин байгааг хараахан батлаагүй байна. Карбон файберын жинхэнэ хүч чадал нь түүний механик гэмтэл, үйлдвэрлэлийн процессын нарийн ширийн зүйлээр хязгаарлагддаг. Практик судалгаагаар 1/10 мм урттай хэсгийн суналтын бат бэх нь 9-10 ГПа байна.

T30 карбон файбер нь онцгой анхаарал хандуулах ёстой . Энэ материалыг голчлон саваа үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэхүү шийдэл нь хөнгөн, маш сайн тэнцвэртэй байдгаараа ялгагдана. T30 индекс нь 30 тонн уян хатан байдлын модулийг илэрхийлдэг.

Илүү нарийн төвөгтэй үйлдвэрлэлийн процессууд нь T35 түвшний бүтээгдэхүүн авах боломжийг олгодог.

Үйлдвэрлэлийн технологи

Нүүрстөрөгчийн эслэгийг олон төрлийн полимерээр хийж болно. Боловсруулалтын горим нь ийм материалын хоёр үндсэн төрлийг тодорхойлдог - карбонжуулсан ба графитжуулсан төрөл. PAN -ээс гаргаж авсан эслэг ба өөр өөр давирхайн төрлүүдийн хооронд чухал ялгаа байдаг. Өндөр бат бэх, өндөр модультай чанарын нүүрстөрөгчийн утас нь хатуулаг, модулийн янз бүрийн түвшинтэй байж болно . Тэднийг өөр өөр брэнд рүү шилжүүлэх нь заншилтай байдаг.

Шилэн утас нь судалтай эсвэл багц хэлбэрээр хийгдсэн байдаг. Тэдгээр нь 1000 -аас 10000 хүртэл тасралтгүй утаснаас бүрддэг. Эдгээр утаснаас даавууг чирэх гэх мэт хийж болно (энэ тохиолдолд утаснуудын тоо бүр ч их байх болно). Анхны түүхий эд нь зөвхөн энгийн утас биш, мөн шингэн болор давирхай, түүнчлэн полиакрилонитрил юм. Үйлдвэрлэлийн процесс нь эхлээд анхны утас үйлдвэрлэхийг хэлдэг бөгөөд дараа нь тэдгээрийг 200-300 градусын температурт агаарт халаана.

PAN -ийн хувьд энэ процессыг урьдчилсан боловсруулалт эсвэл галд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах гэж нэрлэдэг. Ийм журмын дараа давирхай нь исгэх чадвар гэх мэт чухал өмчийг олж авдаг. Утас нь хэсэгчлэн исэлддэг. Цаашид халаах горим нь карбонжуулсан эсвэл графитжуулсан бүлэгт хамаарах эсэхийг тодорхойлдог . Ажлын төгсгөл нь гадаргууг шаардлагатай шинж чанараар хангаж, дараа нь дуусгах эсвэл хэмжээгээр нь хэмжих явдал юм.

Агаар дахь исэлдэлт нь зөвхөн исэлдэлтийн үр дүнд төдийгүй галд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү хувь нэмэр нь зөвхөн хэсэгчлэн усгүйжүүлэлт хийхээс гадна молекул хоорондын хөндлөн холбоо болон бусад процессоор хийгддэг. Нэмж дурдахад материалын нүүрстөрөгчийн атомын хайлалт, ууршилтанд өртөмтгий байдал буурдаг. Нүүрстөрөгчжилт (өндөр температурын үе шатанд) нь хийжүүлж, гадны бүх атомууд зугтдаг.

Агаартай үед 200-300 градус хүртэл халсан PAN утас хар өнгөтэй болдог.

Тэдний дараагийн карбонжуулалтыг азотын орчинд 1000 - 1500 хэмд явуулдаг. Олон тооны технологичдын үзэж байгаагаар халаалтын хамгийн оновчтой түвшин нь 1200 - 1400 градус байна . Өндөр модультай эслэгийг ойролцоогоор 2500 градус хүртэл халаах шаардлагатай болно. Урьдчилсан шатанд PAN нь шатны бичил бүтцийг хүлээн авдаг. Полициклик үнэрт бодис гарч ирэх үед молекул доторх конденсаци нь түүний үүсэлтийг "хариуцдаг".

Температур нэмэгдэх тусам мөчлөгийн хэлбэр нь том байх болно . Технологийн дагуу дулааны боловсруулалт дууссаны дараа молекулууд эсвэл анхилуун үнэртэй хэсгүүдийн зохион байгуулалт нь үндсэн тэнхлэгүүд нь шилэн тэнхлэгтэй параллель байх болно. Хурцадмал байдал нь чиг баримжааны зэрэг буурахаас сэргийлдэг. Дулааны боловсруулалтын явцад PAN задралын онцлог шинж чанарыг залгагдсан мономеруудын концентрацаар тодорхойлно. Ийм ширхэгийн төрөл бүр нь боловсруулалтын анхны нөхцлийг тодорхойлдог.

Шингэн болор газрын тосны давирхайг 350-400 градусын температурт удаан хадгалах шаардлагатай. Энэ горим нь полицикл молекулуудын конденсацид хүргэнэ. Тэдний масс нэмэгдэж, аажмаар наалддаг (сперулит үүсэх үед). Хэрэв халаалт зогсохгүй бол сперулулит ургаж, молекулын жин нэмэгдэж, үр дүн нь тасралтгүй шингэн талст фаз үүснэ . Кристалууд заримдаа хинолинд уусдаг боловч ихэвчлэн тэдгээр болон пиридинд уусдаггүй (энэ нь технологийн онцлогоос хамаарна).

55-65% -ийн шингэн талст бүхий шингэн болор давирхайнаас гаргаж авсан утаснууд хуванцараар урсдаг. Ээрэх ажлыг 350 - 400 градусаар хийдэг. Агаар мандалд 200 - 350 градусын анхны халаалт, дараа нь инерт уур амьсгалд байлгаснаар өндөр чиг баримжаа бүхий бүтэц бий болно. Thornel P-55 брэндийн утаснуудыг 2000 градус хүртэл халаах шаардлагатай бөгөөд уян хатан байдлын модуль өндөр байх тусам температур өндөр байх ёстой.

Сүүлийн үед шинжлэх ухаан, инженерийн ажлууд устөрөгчжүүлэлтийг ашиглах технологид улам бүр анхаарал хандуулж байна. Утасны анхны үйлдвэрлэлийг ихэвчлэн нүүрсний давирхай ба нафталийн бохины хольцыг устөрөгчийн аргаар хийж гүйцэтгэдэг. Энэ тохиолдолд тетрагидрохинолин байх ёстой . Боловсруулах температур 380 - 500 градус байна. Хатуу бодисыг шүүж, центрифугээр зайлуулж болно; дараа нь давирхайг өндөр температурт өтгөрүүлнэ. Нүүрстөрөгч үйлдвэрлэхийн тулд нэлээд олон төрлийн тоног төхөөрөмжийг ашиглах шаардлагатай (технологиос хамаарч).

• вакуум тараах давхаргууд;
• насос;
• бэхэлгээний бэхэлгээ;
• ажлын ширээ;
• хавх;
• дамжуулагч тор;
• вакуум хальс;
• урьдчилсан бэлтгэл;
• автоклав.

Зах зээлийн тойм

Дараахь карбон файбер үйлдвэрлэгчид дэлхийн зах зээлд тэргүүлж байна

• Торнелл, Фортафил ба Селион (АНУ);
• Графил ба Модмор (Англи);
• Куреха-Лоне ба Торейка (Япон);
• Cytec Industries;
• Hexcel;
• SGL групп;
• Toray Industries;
• Золтек;
• Мицубиши дүүрэг.

Өнөөдөр нүүрстөрөгчийг Орос улсад үйлдвэрлэдэг

• Челябинскийн нүүрстөрөгч ба нийлмэл материалын үйлдвэр;
• Балаково нүүрстөрөгчийн үйлдвэрлэл;
• NPK Химпроминжиниринг;
• Саратовын "START" аж ахуйн нэгж.

Бүтээгдэхүүн ба хэрэглээ

Нүүрстөрөгчийн фибрийг нийлмэл арматур хийхэд ашигладаг. Үүнийг ашиглахын тулд дараахь зүйлийг хийх нь түгээмэл байдаг.

• хоёр чиглэлтэй даавуу;
• дизайнер даавуу;
• биаксиаль ба квадроаксиаль эд;
• нэхмэл бус даавуу;
• нэг чиглэлтэй соронзон хальс;
• урьдчилсан бэлтгэл;
• гадаад арматур;
• шилэн;
• бэхэлгээ.

Одоо нэлээд ноцтой шинэлэг зүйл болж байна хэт улаан туяаны дулаан шал . Энэ тохиолдолд материалыг уламжлалт металл утсыг орлуулах зорилгоор ашигладаг. Энэ нь 3 дахин их дулаан үйлдвэрлэх боломжтой бөгөөд үүнээс гадна эрчим хүчний хэрэглээ 50 орчим хувиар буурдаг. Загварчлах нарийн төвөгтэй техникийг хайрлагчид ихэвчлэн ороомогоор олж авсан нүүрстөрөгчийн хоолойг ашигладаг. Эдгээр бүтээгдэхүүн нь автомашин болон бусад тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэгчдийн эрэлт хэрэгцээтэй байдаг. Нүүрстөрөгчийн шилийг ихэвчлэн гар тоормос хийхэд ашигладаг. Түүнчлэн, энэ материал дээр үндэслэн дараахь зүйлийг аваарай.

• нисэх онгоцны загварт зориулсан эд анги;
• нэг ширхэг бүрээс;
• унадаг дугуй;
• машин, мотоциклийг тааруулах эд анги.

Нүүрстөрөгчийн даавууны хавтан нь хөнгөн цагаанаас 18%, бүтэцтэй гангаас 14% илүү хатуу байдаг … Янз бүрийн профиль бүхий хувьсах хөндлөн огтлолтой хоолой, хоолойг авахын тулд энэ материал дээр үндэслэсэн ханцуйвч шаардлагатай болно. Тэд бас гольфын клуб үйлдвэрлэх, засахад ашигладаг. Үүний хэрэглээг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. ухаалаг гар утас болон бусад хэрэгсэлд зориулсан удаан эдэлгээтэй хайрцаг үйлдвэрлэхэд . Ийм бүтээгдэхүүн нь ихэвчлэн дээд зэргийн чанартай бөгөөд гоёл чимэглэлийн чанарыг сайжруулдаг.

Графит хэлбэрийн нунтаг тараагчийн хувьд дараахь зүйлийг хийх шаардлагатай байна

• цахилгаан дамжуулагч бүрхүүлийг хүлээн авах үед;
• төрөл бүрийн цавуу гаргах үед;
• хэв болон бусад зарим хэсгийг арматурлах үед.

Нүүрстөрөгчийн шилэн шаваас нь олон талаараа уламжлалт шавааснаас илүү сайн байдаг. Энэхүү хослолыг уян хатан чанар, механик бат бэх чанараараа олон мэргэжилтнүүд үнэлдэг. Энэхүү найрлага нь гүнзгий согогийг арилгахад тохиромжтой. Нүүрстөрөгчийн саваа буюу саваа нь бат бөх, хөнгөн, удаан эдэлгээтэй байдаг. Ийм материал дараахь тохиолдолд шаардлагатай болно.

• нисэх онгоц;
• пуужингийн үйлдвэрлэл;
• спортын тоног төхөөрөмж гаргах.

Карбоксилын хүчлийн давсны пиролизийн үр дүнд кетон, альдегидийг олж авах боломжтой. Карбон файберийн маш сайн дулааны шинж чанар нь түүнийг халаагч болон халаалтын дэвсгэрт ашиглах боломжийг олгодог. Ийм халаагч:

• эдийн засгийн;
• найдвартай;
• гайхалтай үр ашгаар ялгагдана;
• аюултай цацраг туяа тараахгүй байх;
• харьцангуй нягт;
• төгс автоматжуулсан;
• шаардлагагүй асуудалгүйгээр ажиллуулах;
• гадны дуу чимээг бүү тараа.

Нүүрстөрөгч-нүүрстөрөгчийн хольцыг дараахь үйлдвэрлэлд ашигладаг

• тиглүүдэд зориулсан дэмжлэг;
• вакуум хайлуулах зуухны шовгор хэсэг;
• тэдгээрийн хоолой хэлбэртэй эд анги.

Нэмэлт хэрэглээний чиглэлүүд нь:

• гар хийцийн хутга;
• хөдөлгүүр дээр дэлбээ хавхлага ашиглах;
• барилгын ажилд ашиглах.

Орчин үеийн барилгачид энэ материалыг зөвхөн гаднах арматурын зориулалтаар ашиглаж ирсэн. Түүнчлэн чулуун байшин, усан санг бэхжүүлэх шаардлагатай байна. Наалдсан арматурын давхарга нь гүүрэн дээрх тулгуур ба дам нурууны чанарыг сэргээдэг. Энэ нь септик танкийг бий болгох, байгалийн хиймэл усан санг бүрдүүлэх, кессон, силосын нүхтэй ажиллахад ашиглагддаг.

Та мөн багажны бариул, хоолойг засах, тавилгын хөл, хоолой, бариул, тоног төхөөрөмжийн хайрцаг, цонхны тавцан, PVC цонх засах боломжтой.