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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。
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。石墨硬毡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。石墨硬毡价格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。
真空炉保温的温度控制系统采用控温精度为百分之零点一的智能化温度控制仪表,按产品工艺曲线编制计算机控制程序控制真空炉的升温、保温、降温过程、温度控制仪表的运行,停止由PC机自动控制,实现工艺曲线温度控制的技术要求。温度控制系统可设定,存贮多条控温曲线,每条曲线可分为多段控制,每条温控曲线均具有任选的PID参数,自调谐功能,以保证升温无超调,系统可适合多种分度号热电偶和预先设定升温保温曲线。温控仪输出4-20mA电流信号给触发单元,触发单元把电流信号变为电压信号,其输出控制励磁回路的直流电压电流,从而控制了磁调的电压电流,保证真空炉按设定的曲线加热和保温。完成温度控制,真空下温度的传感和控制技术是真空热处理工艺及装备的关键技术之一,使用真空炉的过程须好好掌握。
按原料体系的不同,碳纤维主要分为:黏胶基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤维。黏胶基碳纤维,黏胶基碳纤维主要用于耐烧蚀材料和隔热材料,目前, 黏胶基碳纤维仍占据着其他碳纤维不可取代的地位,是重要的战略物资。聚丙烯腈基碳纤维,聚丙烯腈基碳纤维是目前的主流,占据了主要的市场费额:1、瓦特的技术突破打通了制造高性能碳纤维的通道;2、PAN原丝质量是制造高性能碳纤维的前提;3、一条龙生产线得到发展,世界上几条著名的PAN基碳纤维生产线大多是从原丝开始,直到碳纤维以及中、下游产品开发。沥青基碳纤维,1965年,日本群马大学的大谷衫郎研制沥青基碳纤维获得成功,从此,沥青成为生产碳纤维的新原料,是目前碳纤维领域中仅次于PAN基的第二大原料路线。
保温材料可收集多余热量,适时平稳释放,梯度变化小,有效降低损耗量,室温可趋、冬季保温均可起到平衡作用。在新楼装饰和旧楼改造中,克服墙面裂缝、结露、发霉、起皮等先天不足弊病;而且安全可靠与基底整体粘结,随意性好,无空腔,避免负风压撕裂和脱落。有效克服板材拼接后边肋、阳角外翘变形面砖脱落等问题。材料中有机物与主墙基底存在的游离酸反应形成化合物,渗入主墙微孔隙中,形成共同体,确保干态粘结性,并改善湿态粘结保值率,具有极好粘结性。选用漂珠、水镁石纤维(管状纤维)等原材料,其结构中形成封闭的憎水性微孔隙空腔结构,作为相变材料载体,可确保相变材料长期实用性。