螺旋槳碳纖維材料與工藝
提問(wèn)者: 呂會(huì)|瀏覽 111 次|提問(wèn)時(shí)間: 2015-07-26
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費(fèi)慧
2016-11-15
最終答案
螺旋槳碳纖維螺旋槳碳纖維是當(dāng)代工業(yè)臨盆中一種異常緊張的資料,它強(qiáng)度高、分量輕、防侵蝕、耐水、運(yùn)用壽命長(zhǎng),在各個(gè)行業(yè)都有利用。作為動(dòng)力裝配的螺旋槳,本來(lái)是用金屬、木材、塑料等質(zhì)料制作的,用碳纖維資料制作的話也有許多上風(fēng)。?碳纖維螺旋槳,剛開(kāi)端只用在軍事用途上,投入了年夜量的人力物力財(cái)力。跟著科技程度的進(jìn)步,它的手藝逐漸成熟,制作本人民幣降落,夷易近用工業(yè)也開(kāi)端運(yùn)用。如今它可以用在船舶、航行器以及航空船舶模子上面。以船舶為例,它靠螺旋槳將主機(jī)的馬力傳送到水中,再由螺旋槳兩面的壓力差推進(jìn)船只行進(jìn),以是螺旋槳要蒙受來(lái)自各個(gè)偏向的力。對(duì)付螺旋槳,機(jī)能方面有如許的要求:比重小、耐蝕性佳、彈性康復(fù)、強(qiáng)度高。分量輕的螺旋槳,對(duì)晉升速率有顯著的后果,還能減低油耗。船舶螺旋槳?dú)v久浸泡在水中,多半環(huán)境照樣海水,這就要求有較康復(fù)的耐蝕性。彈性康復(fù)的螺旋槳,可以吸引震蕩,進(jìn)步運(yùn)用壽命。最緊張的是強(qiáng)度高,能力蒙受住來(lái)自各方的力。螺旋槳碳纖維生產(chǎn)工藝 ?可以用來(lái)制取碳纖維的原料有許多種,按它的來(lái)源主要分為兩大類(lèi),一類(lèi)是人造纖維,如粘膠絲,人造棉,木質(zhì)素纖維等,另一類(lèi)是合成纖維,它們是從石油等自然資源中提純出來(lái)的原料,再經(jīng)過(guò)處理后紡成絲的,如腈綸纖維,瀝青纖維,聚丙烯腈(PAN)纖維等。 ?經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,目前只有粘膠(纖維素)基纖維、瀝青纖維和聚丙烯腈(PAN)纖維三種原料制備碳纖維工藝實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。 ? ?1,粘膠(纖維素)基碳纖維 ?用粘膠基碳纖維增強(qiáng)的耐燒蝕材料,可以制造火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)的鼻錐及頭部的大面積燒蝕屏蔽材料、固體發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等,是解決宇航和導(dǎo)彈技術(shù)的關(guān)鍵材料。粘膠基碳纖維還可做飛機(jī)剎車(chē)片、汽車(chē)剎車(chē)片、放射性同位素能源盒,也可增強(qiáng)樹(shù)脂做耐腐蝕泵體、葉片、管道、容器、催化劑骨架材料、導(dǎo)電線材及面發(fā)熱體、密封材料以及醫(yī)用吸附材料等。 ?雖然它是最早用于制取碳纖維的原絲,但由于粘膠纖維的理論總碳量?jī)H44.5%,實(shí)際制造過(guò)程熱解反應(yīng)中,往往會(huì)因裂解不當(dāng),生成左旋葡萄糖等裂解產(chǎn)物而實(shí)際碳收率僅為30% 以下。所以粘膠(纖維素)基碳纖維的制備成本比較高,目前其產(chǎn)量已不足世界纖維總量的1%。但它作為航空飛行器中耐燒蝕材料有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),由于含堿金屬、堿土金屬離子少,飛行過(guò)程中燃燒時(shí)產(chǎn)生的鈉光弱,雷達(dá)不易發(fā)現(xiàn),所以在軍事工業(yè)方面還保留少量的生產(chǎn)。 ? ?2,瀝青基碳纖維 ?1965年,日本群馬大學(xué)的大谷杉郎研制成功了瀝青基碳纖維。從此,瀝青成為生產(chǎn)碳纖維的新原料,是目前碳纖維領(lǐng)域中僅次于PAN基的第二大原料路線。大谷杉郎開(kāi)始用聚氯乙稀(PVC)在惰性氣體保護(hù)下加熱到400℃,然后將所制PVC瀝青進(jìn)行熔融紡絲,之后在空氣中加熱到260℃進(jìn)行不熔化處理,即預(yù)氧化,再經(jīng)炭化等一系列后處理得到瀝青基碳纖維。 ?目前,熔紡瀝青多用煤焦油瀝青、石油瀝青或合成瀝青。1970年,日本吳羽化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的通用級(jí)瀝青基碳纖維上市,至今該公司仍在規(guī)?;a(chǎn)。1975年,美國(guó)聯(lián)合碳化物公司(Union Carbide Corporation)開(kāi)始生產(chǎn)高性能中間相瀝青基碳纖維“Thornel-P”,年產(chǎn)量237t。我國(guó)鞍山東亞精細(xì)化工有限公司于20世紀(jì)90年代初從美國(guó)阿石蘭石油公司引進(jìn)年產(chǎn)200t通用級(jí)瀝青基碳纖維生產(chǎn)線,1995年已投產(chǎn),同時(shí)還引進(jìn)了年產(chǎn)45t活性碳纖維的生產(chǎn)裝置。??3,聚丙烯腈(PAN)基碳纖維?PAN基碳纖維的炭化收率比粘膠纖維高,可達(dá)45%以上,而且因?yàn)樯a(chǎn)流程,溶劑回收,三廢處理等方面都比粘膠纖維簡(jiǎn)單,成本低,原料來(lái)源豐富,加上聚丙烯腈基碳纖維的力學(xué)性能,尤其是抗拉強(qiáng)度,抗拉模量等為三種碳纖維之首。所以是目前應(yīng)用領(lǐng)域最廣,產(chǎn)量也最大的一種碳纖維。PAN基碳纖維生產(chǎn)的流程圖如圖1所示。