Новая устойчивость к окислению углеродного волокна для высокотемпературных применений: процесс ткачества и обмотки

1. Обзор технологий ткачества и обмотки

Плетение и обмотка являются двумя основными методами обработки углеродных волоконных пряжи. Они могут трансформировать волоконные материалы в преформы с определенными формами и функциями. Технология ткачества подходит для изготовления деталей со сложными формами путем поперечного гусеничного волокна, образуя двумерную или трехмерную структуру; В то время как обмоточная технология состоит в том, чтобы наматывать волокна на оправку вдоль определенного пути, который часто используется для изготовления осесимметричных деталей, таких как трубы и сосуды под давлением.

Для Новая устойчивая к окислению пряжа углеродного волокна для высокотемпературных применений Применение технологии ткачества и обмотки не только необходимо для удовлетворения требований к обработке традиционного углеродного волокна, но также должно преодолеть дополнительные проблемы, вызванные антиоксидантными покрытиями. Хотя антиоксидантные покрытия улучшают высокотемпературные характеристики материалов, они также могут повлиять на гибкость и производительность обработки волокон, поэтому во время ткачества и обмотки требуется более сложный контроль процессов.

2. Процесс ткачества антиоксидантного углеродного волокна
Плетение-это процесс сшивающих волокон в соответствии с определенным шаблоном с образованием структуры сетки.

(1) Предварительная обработка волокна
Перед ткачеством антиоксидантное углеродное волокно обычно необходимо предварительно обработать, чтобы обеспечить прочность связывания между его поверхностным покрытием и матрицей волокна. Методы предварительной обработки включают гомогенизацию поверхностной очистки и покрытия и т. Д. С целью снижения поломки волокна или деградации производительности, вызванной неравномерным покрытием во время ткачества.

(2) Настройка ткацкого оборудования и параметров процесса
Антиоксидиционные углеродные волокновые пряжи обычно ткащится с использованием автоматических ткацких машин, и оборудование должно иметь функции управления натяжением и регулирование скорости. Из -за присутствия антиоксидантного покрытия, хрупкость волокна может увеличиваться, поэтому натяжение и скорость должны строго контролироваться во время процесса ткачества, чтобы избежать разрыва волокна. Кроме того, такие параметры, как угол ткачества и плотность волокна, также должны быть оптимизированы в соответствии с требованиями производительности конечного компонента.

(3) Плетение компонентов сложной формы
В высокотемпературных приложениях многие компоненты (такие как турбинные лопасти и тепловые щиты) имеют сложные геометрические формы, которые ставят более высокие требования к технологии ткачества. Благодаря трехмерной технологии ткацкой ткацкой ткацкой ткацкой технологии, антиоксидирующие углеродные волокновые пряжи могут быть переплетены в преформы, которые близки к форме конечного компонента. Эта технология может не только улучшить использование материалов, но и уменьшить последующие этапы обработки и снизить производственные затраты.

(4) Контроль качества во время ткачества
Во время процесса ткачества контроль натяжного волокна в реальном времени, угла ткачества и целостность покрытия является ключом к обеспечению качества преформ. Внедряя интеллектуальную систему мониторинга, проблемы, возникающие в процессе ткачества, могут быть своевременно обнаружены и исправлены, тем самым повышая скорость урожайности.

3. Процесс обмотки антиоксидантного углеродного волокна

Технология обмотки - это метод обработки, при котором волокна намотаны вокруг оправки вдоль определенного пути, образуя осесимметричный компонент.

(1) Проектирование и подготовку оправки

Mandrel является ключевым инструментом в процессе обмотки, а его форма и размер непосредственно определяют геометрические характеристики конечного компонента. Для сложных компонентов в высокотемпературных приложениях оправдай обычно изготавливается из высокотемпературных материалов (таких как керамика или графит) и является точной обработкой для обеспечения точности размерных.

(2) Планирование обмотки пути

Конструкция пути обмотки должна учитывать механические свойства компонента и характеристики антиоксидантной пряжи углеродного волокна. Благодаря компьютерному дизайну (CAD) и технологии моделирования, путь обмотки может быть оптимизирован для обеспечения равномерного распределения волокон в компоненте и оптимальной производительности.

(3) Оборудование и управление процессом

Антиоксидиционная пряжа углеродного волокна обычно намотана с использованием обмотки с ЧПУ, а оборудование должно иметь функции управления натяжением и регулирование температуры высокой устойчивости. Из -за присутствия антиоксидантного покрытия необходимо избегать чрезмерного натяжения или температуры в процессе обмотки, чтобы предотвратить поломку волокна или выброс покрытия. Такие параметры, как скорость обмотки и расстояние между волокнами, также должны точно контролировать в соответствии с требованиями к производительности компонента.

(4) отверждение и постобработка
После обмотки преформу обычно необходимо вылечить, чтобы полностью объединить волокно с матричным материалом (например, смола или керамика). Для устойчивой к окислению пряжи углеродного волокна в высокотемпературных приложениях процесс отверждения необходимо выполнять в условиях высокой температуры, чтобы обеспечить антиоксидантные свойства материала и высокотемпературную стабильность. После отверждения компонент также необходимо обработать поверхность и протестировать качество, чтобы убедиться, что он соответствует требованиям для использования.