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石墨坩埚以天然鳞片石墨为主体原料,以可塑性耐火粘土或炭质为粘结剂加工而成,具有耐高温、导热性能强、抗腐蚀性能好,使用寿命长等特点。在高温使用过程中,热膨胀系数小,对急冷、急热具有一定抗应变性能。石墨坩埚特点:1、石墨坩埚高的密度使得坩埚具备了导热性能,其导热效果明显好。2、石墨坩埚外表有特制的釉层和致密的成型材料,大大提高了产品的耐腐蚀性能,延长其使用寿命; 3、石墨坩埚中的石墨成分全部采用天然石墨,导热性非常好。石墨坩埚加热后不可立刻将其置于冷的金属桌面上,以避免它因急剧冷却而破裂。
用碳纤维来制作的产品部件目前已经有了很多,大部分部件并非标准的板材和管材制品,处于应用场景需求会有这种弧度和造型的要求,碳纤维复合材料拥有很好的可塑性,树脂在模具流动能够实现多种复杂的造型,这类异形件在目前定制领域需求量巨大。对于造型复杂的异形件制品,想要用碳纤维来实现的话需要前期设计好三维图纸,根据图纸来制作专门加工的模具,模具制作出来之后才能进行碳纤维预浸料铺设,固化成型等一系列的流程,最终生产出来成品的碳纤维异形件。对于高精度异形件前期需要进行较多的测算、实验,整理出最优的设计方案和加工方式出来才能制作出复合要求的碳纤维异形件制品,期间的设计、原材料选择、模具品质、施工质量把控等任何一个环节都需要严谨实施,任何环节的疏忽都会影响产品的最终品质。
碳纤维复合材料的成型工艺多达数十种,其中热压罐工艺是应用较多、最为常见的一种成型方式。将碳纤维预浸料按铺层要求铺放于模具上,将毛坯密封在真空袋后放置于碳纤维热压罐中。在真空状态下,经过热压罐设备升温、加压、保温、降温和卸压等程序,利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力实现固化,从而可以形成表面与内部质量高、形状复杂、面积巨大的碳纤维复合材料制件。
与低温(900度以下)处理碳毡相比,高温(2200度以上)处理石墨毡具备以下优势:石墨毡吸附性小,对水蒸气等气体的吸附比低温处理碳毡低2个数量级。对于很多需要抽真空的封闭容器设备来说,气氛的纯净度是很关键的参数,而低温处理碳毡由于吸附性大而导致容器内抽真空很难抽干净.。石墨毡抗热氧化能力强。未经石墨化的炭材料结构是一种乱层结构,各种结构缺陷的存在使得其层面间距较大,容易受到氧原子的进攻而被氧化。而高温处理过的石墨毡完善的晶格和有序的三维排列使层面间距大大缩小,不易受到氧原子的进攻,因而大大增强抗氧化能力。石墨毡纯度高,炭含量在99.5%以上,不会对被处理工件造成污染。而低温处理碳毡炭含量一般低于93%,容易造成炉内环境污染。总而言之,高温处理石墨毡比低温碳毡使用效果更佳,使用寿命更长。
工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈 (PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶 基碳纤维三大类。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展。由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为当今碳纤维工业生产的主流。
沥青基碳纤维是一种以石油沥青或煤沥青为原料,经沥青的精制、纺丝、预氧化、碳化或石墨化而制得的含碳量大于95%的特种纤维。碳毡因其具有高强度、模量高,无蠕变,耐疲劳性好,比热及导电性介于非金属和金属之间,热膨胀系数小,耐腐蚀性好,纤维的密度低,X射线透过性好等性能特点。专业碳毡还具有较高的热传导性能,反向热膨胀系数和超高的模量,沥青基碳纤维适用于空间技术和人造卫星领域;沥青基碳纤维独特的热传导性能,使其在高产出的电气设备中显示出良好的散热效果;对有效载荷有严格限制的运载火箭来说,沥青基碳纤维增强材料在减轻重量上可起决定作用;沥青基碳纤维的低密度、高热导性能以及特殊的摩擦性能,对于其在军事领域的应用十分有价值;而沥青基碳纤维及其增强材料的稳定性。