Préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone haute température (A-18)

Préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone résistant aux hautes températures (A-18) : garant de la performance structurelle dans les scénarios de très hautes températures

Dans des environnements extrêmement chauds tels que les composants périphériques des moteurs aérospatiaux, les équipements industriels à haute température et les domaines des nouvelles énergies, la stabilité à haute température et les propriétés mécaniques des matériaux sont tout aussi critiques. Le préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone résistant aux hautes températures (préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone A-18 résistant aux hautes températures) est basé sur un système de résine époxy spécialement conçu pour la résistance aux hautes températures, et peut être sélectionné de manière flexible selon les besoins de production du client. Il conserve les avantages de haute résistance et de légèreté du préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone, tout en maintenant des performances stables dans des environnements à haute température. Il fournit ainsi des solutions matérielles pour les composants chauds en aérospatial, les composants structuraux de fours industriels, les équipements à haute température des nouvelles énergies, etc., avec une combinaison « tolérance à haute température + fiabilité structurelle », permettant de dépasser le goulot d'étranglement d'application des préimprégnés traditionnels en fibre de carbone, sujets à la défaillance à haute température.

Avantages principaux : Garantie multidimensionnelle de la stabilité à haute température, personnalisation flexible et adaptation à tous les scénarios

1. Système de résine époxy résistant aux hautes températures, surmontant le problème de dégradation des performances en cas de températures extrêmement élevées

Le point fort technologique principal du préimprégné unidirectionnel en fibre de carbone A-18 résistant aux hautes températures réside dans son système de résine époxy dédié, résistant aux hautes températures, différent des défauts des résines époxy ordinaires, qui ont tendance à ramollir et à se décomposer au-dessus de 120 °C. Ce système permet une amélioration spectaculaire des performances à haute température grâce à l'optimisation de la structure moléculaire et à l'innovation d'additifs résistants aux hautes températures. Premièrement, il utilise une résine époxy aromatique comme matrice, dont les chaînes moléculaires contiennent des structures cycliques stables (cycles benzéniques), ce qui augmente significativement la température de décomposition thermique de la résine ; deuxièmement, des charges nanométriques résistantes aux hautes températures (telles que le nitrure de bore et l'oxyde d'aluminium) sont ajoutées afin de renforcer la rigidité et la résistance au fluage de la résine à haute température ; troisièmement, des agents de durcissement à haute température sont utilisés pour garantir que le préimprégné forme une structure réticulée dense après moulage à haute température, améliorant ainsi davantage sa stabilité thermique.

Le produit peut être sélectionné de manière flexible en fonction de la résistance à haute température selon les besoins du client. La plage de tolérance conventionnelle couvre 150 ℃ à 300 ℃, et la version spéciale sur mesure peut dépasser 350 ℃. Il peut être utilisé pendant une longue durée (plus de 1000 heures) à la température correspondante, avec un taux de rétention des performances mécaniques encore supérieur à 85 %. Selon des tests d'autorité, le matériau composite fabriqué à partir du préimprégné A-18 présente un taux d'atténuation de la résistance en traction à 0 °C de seulement 5 % (contre plus de 30 % pour les préimprégnés ordinaires) et un taux d'atténuation du module de flexion inférieur à 8 % dans un environnement à haute température de 200 ℃, répondant pleinement aux exigences de service à long terme à haute température dans les compartiments moteurs aérospatiaux, les fours industriels et autres scénarios. En même temps, on s'assure que la fibre de carbone et la résine résistante à haute température sont uniformément réparties afin d'éviter les points faibles liés à une densité locale insuffisante, garantissant ainsi la stabilité structurelle globale.

2. Renforcement par structure de fibres unidirectionnelles, répondant aux exigences doubles en termes de température élevée et de propriétés mécaniques

En tant que préimprégné en fibre de carbone unidirectionnelle, l'A-18 adopte un arrangement unidirectionnel de fibres de carbone à haute rectilignité, avec une cohérence de direction des fibres supérieure à 99,8 %, ce qui permet de maximiser les propriétés mécaniques axiales des fibres de carbone et de conserver une excellente capacité portante même dans des environnements à haute température. Après tests, à température ambiante, la résistance en traction à 0 ° de l’A-18 peut atteindre plus de 2500 MPa, et son module d’élasticité en traction à 0 ° dépasse 180 GPa ; à une température élevée de 250 °C, sa résistance en traction peut encore atteindre 2100 MPa et son module d’élasticité maintenir 150 GPa, dépassant largement le niveau de performance des matériaux ordinaires résistants à la chaleur.

Cette caractéristique de « stabilité à haute température + grande résistance » lui confère des avantages significatifs dans les composants structurels porteurs à haute température : dans le domaine aérospatial, lorsqu'elle est utilisée dans les nacelles de moteurs d'avion et les composants de systèmes de propulsion de fusées, elle peut supporter le rayonnement à haute température et l'impact du flux d'air pendant le fonctionnement du moteur, évitant ainsi une défaillance structurelle causée par l'adoucissement du matériau ; dans le domaine des équipements industriels, le châssis support utilisé pour les fours à haute température et les composants de transfert des équipements de traitement thermique peuvent conserver leur rigidité dans des environnements à température élevée prolongée, réduisant ainsi les accidents de production dus à la déformation du matériau. De plus, la structure en fibres unidirectionnelles présente également une excellente résistance à la fatigue, avec une durée de vie de plus de 10 ans sous charges cycliques à haute température (comme le cycle de chauffage-refroidissement des fours industriels), soit 50 % plus longue que celle des matériaux métalliques ordinaires résistants à haute température.

3. Une forte adaptabilité du processus pour répondre aux besoins de production variés des composants haute température

Malgré un focus sur les scénarios à haute température, le préimprégné en fibre de carbone unidirectionnel A-18 résistant aux hautes températures conserve d'excellentes compatibilités de mise en œuvre et s'adapte aux procédés courants de fabrication des matériaux composites tels que le moulage par presse chaude, le moulage par compression et le moulage par enroulement. Il n'est pas nécessaire pour les entreprises de modifier leurs équipements de production haute température, ce qui réduit le seuil d'application

• Moulage par presse chaude : Adapté aux composants aérospatiaux ayant des exigences extrêmement élevées en précision et en performance (tels que les pièces formées périphériques de moteur), contrôlé par haute température et haute pression (la température pouvant correspondre à la tolérance thermique du préimprégné, pression de 0,8 à 1,5 MPa), la résine résistante aux hautes températures imprègne complètement la fibre de carbone. Après le moulage, la surface du composant présente une grande lissité et le taux de défauts internes est inférieur à 0,5 %, garantissant une performance constante à haute température.
• Moulage par compression : adapté aux composants industriels standardisés fonctionnant à haute température (tels que les raccords de conduites haute température et les accessoires de four), avec une efficacité de moulage élevée, le temps de production par lot peut être contrôlé entre 40 et 60 minutes, et la précision dimensionnelle des composants peut être rigoureusement maîtrisée (erreur ± 0,2 mm), répondant aux besoins d'assemblage des équipements industriels et réduisant les étapes de traitement ultérieures.
• Formage par enroulement : Adapté aux composants cylindriques tels que les conduites à haute température et les récipients sous pression, la fibre de carbone est orientée et disposée par une technologie d'enroulement, permettant aux composants d'avoir une excellente capacité portante à haute température dans les directions axiale et circonférentielle. Par exemple, lorsqu'il est utilisé pour des conduites de vapeur à haute température, les tuyaux enveloppés peuvent supporter une température élevée de 280 ℃ et une pression de 30 MPa, répondant ainsi aux besoins de transport à haute température dans le domaine de l'énergie.

En outre, le produit présente une excellente stabilité de stockage et peut être conservé plus de 6 mois dans un environnement à basse température de -18 ℃. Après retrait, il peut être directement introduit dans un procédé de moulage à haute température sans nécessiter un réchauffage prolongé, évitant ainsi une polymérisation prématurée de la résine ou une dégradation des performances, et garantissant la continuité de la production.

4. Services personnalisés pour étendre les limites d'application dans les scénarios à haute température

Le préimprégné en fibre de carbone unidirectionnel A-18 résistant aux hautes températures offre des services complets sur mesure selon une approche « centrée sur les besoins du client », élargissant ainsi davantage les limites d'application dans les environnements à haute température :

• Personnalisation de la résistance aux hautes températures : Outre la plage conventionnelle de 150 ℃ à 300 ℃, des modèles personnalisés offrant une résistance thermique plus élevée (par exemple 350 ℃, 400 ℃) peuvent être développés selon les exigences spécifiques des clients. Par exemple, des préimprégnés résistant jusqu'à 350 ℃ peuvent être conçus pour l'industrie aérospatiale afin de s'adapter aux environnements extrêmement chauds des moteurs de fusée.
• Personnalisation des spécifications et de la largeur : Prend en charge la personnalisation de la densité surfacique de fibre de carbone (50 g/㎡ - 300 g/㎡) et de la largeur (0,8 m - 1,5 m), par exemple la personnalisation d'un préimprégné large de 1,5 m et à haute grammage (300 g/㎡) pour fours industriels de grande taille, réduisant ainsi le nombre de raccords des composants et abaissant les risques liés aux performances des assemblages à haute température ; personnalisation d'un préimprégné ultra-fin de 50 g/㎡ pour composants électroniques de précision soumis à haute température, permettant une légèreté accrue et une miniaturisation tout en assurant une excellente résistance thermique.
• Personnalisation fonctionnelle de la résine : Des composants supplémentaires ignifuges, résistants à la corrosion et autres fonctions peuvent être ajoutés au système de résine résistant aux hautes températures. Par exemple, un préimprégné à double fonction « résistant aux hautes températures + résistant à la corrosion » peut être personnalisé pour des équipements en environnement chaud dans l'industrie chimique, capable de supporter à la fois les hautes températures et l'érosion par des milieux chimiques ; un préimprégné « résistant aux hautes températures + faible émission de fumée toxique » peut être personnalisé pour l'industrie aérospatiale afin de répondre aux exigences de sécurité en environnements extrêmes.

5. Conception différenciée, création de barrières compétitives sur le marché des matériaux réfractaires

• Différenciation technologique : La technologie indépendamment développée de « modification d'interface en fibre de carbone avec résine résistante aux hautes températures » augmente de 40 % la résistance d'adhérence à l'interface entre la résine et la fibre à haute température, résolvant ainsi le problème de délaminage interfacial à haute température fréquent avec les préimprégnés traditionnels résistants aux hautes températures ; en même temps, grâce à une optimisation de la formulation, tout en améliorant la résistance thermique, la viscosité de la résine est maintenue dans une plage appropriée afin d'assurer la fluidité du procédé et d'éviter les défauts de moulage causés par une viscosité excessive de la résine.
• Différenciation des coûts : Grâce à une production à grande échelle et à l'optimisation de la chaîne d'approvisionnement, tout en assurant des performances élevées en température, le coût des produits conventionnels est maintenu inférieur de 15 % à la moyenne du secteur, notamment dans les scénarios sensibles aux coûts tels que les équipements industriels à haute température et les nouvelles énergies, ce qui renforce leur compétitivité sur le marché et aide les clients à réduire les coûts des matériaux pour les composants haute température.
• Différenciation du service : Proposer des services intégrés « matériaux + procédés + après-vente », fournir aux clients des solutions ciblées de paramètres de procédé de mise en forme à haute température et les accompagner dans la résolution de problèmes techniques en production ; par ailleurs, mettre en place un mécanisme de suivi après-vente, assurer un suivi régulier de l'utilisation par les clients, optimiser les performances des produits sur la base de leurs retours et renforcer la fidélisation.