A-18 wysokotemperaturowa jednokierunkowa preimpregnowana tkanina z włókna węglowego

Wysokotemperaturowy jednokierunkowy prepreger z włókna węglowego (A-18): Strażnik właściwości konstrukcyjnych w ekstremalnych warunkach wysokich temperatur

W ekstremalnie wysokich temperaturach, takich jak w elementach peryferyjnych silników lotniczych, przemyśle wysokotemperaturowym czy nowych obszarach energetyki, zarówno stabilność termiczna, jak i właściwości mechaniczne materiałów są równie krytyczne. Wysokotemperaturowa preimpregnowana jednokierunkowa tkanina z włókna węglowego (preimpregnat A-18 odporny na wysokie temperatury) oparta jest na specjalnym systemie żywic epoksydowych odpornych na wysokie temperatury i może być elastycznie dobierana pod kątem odporności termicznej zgodnie z potrzebami produkcyjnymi klientów. Zachowuje ona wysoką wytrzymałość i lekkość charakterystyczne dla jednokierunkowych preimpregnów z włókna węglowego, jednocześnie zapewniając stabilną pracę w warunkach wysokich temperatur. Rozwiązanie to oferuje materiałowe odpowiedzi dla gorących części konstrukcji lotniczych, elementów strukturalnych pieców przemysłowych, urządzeń wysokotemperaturowych w nowych technologiach energetycznych itp., łącząc „odporność na wysoką temperaturę + niezawodność konstrukcyjną”, przełamując tym samym ograniczenia związane z awariami tradycyjnych preimpregnów z włókna węglowego w warunkach wysokich temperatur.

Główne zalety: Wielowymiarowa gwarancja stabilności w wysokiej temperaturze, elastyczna personalizacja oraz adaptacja do wszystkich scenariuszy

1. System żywicy epoksydowej odpornej na wysokie temperatury, rozwiązujący problem degradacji wydajności w ekstremalnie wysokich temperaturach

Głównym atutem technologicznym preimpregnatu A-18 z jednokierunkowego węglowłóknia odpornego na wysokie temperatury jest dedykowany system żywic epoksydowych odpornych na wysokie temperatury, który nie wykazuje wad typowych dla zwykłych żywic epoksydowych, narażonych na miękczenie i rozkład powyżej 120 ℃. Ten system osiąga skokowy postęp pod względem wydajności w warunkach wysokich temperatur dzięki optymalizacji struktury cząsteczkowej oraz innowacyjnym dodatkom odpornym na wysokie temperatury. Po pierwsze, jako macierz stosuje się żywicę aromatyczną epoksydową, której stabilne struktury pierścieni benzenowych w łańcuchach cząsteczkowych znacząco zwiększają temperaturę rozkładu termicznego żywicy; po drugie, dodaje się nanometryczne napełniacze odporne na wysokie temperatury (takie jak azotek boru i tlenek glinu), aby wzmocnić sztywność i odporność żywicy na pełzanie w warunkach wysokich temperatur; po trzecie, wykorzystuje się utwardzacze pracujące w wysokich temperaturach, zapewniające, że preimpregnat tworzy gęstą, sieciowaną strukturę po formowaniu w warunkach wysokiej temperatury, co dalszym wzmacnia jego stabilność termiczną.

Produkt można elastycznie dobrać pod kątem odporności na wysoką temperaturę zgodnie z potrzebami klienta. Standardowy zakres tolerancji obejmuje temperatury od 150 ℃ do 300 ℃, a specjalna wersja na zamówienie może przekraczać 350 ℃. Można go stosować przez długi czas (ponad 1000 godzin) w odpowiedniej temperaturze, przy czym współczynnik zachowania właściwości mechanicznych pozostaje powyżej 85%. Zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez autorytetywne instytucje, materiał kompozytowy wykonany z prepregratu A-18 wykazuje stopień osłabienia wytrzymałości na rozciąganie w kierunku 0° na poziomie zaledwie 5% (u zwykłego prepregratu przekracza on 30%) oraz stopień zmniejszenia modułu gięcia poniżej 8% w środowisku o temperaturze 200 ℃, co w pełni spełnia wymagania dotyczące długotrwałej pracy w warunkach wysokiej temperatury w komorach silników lotniczych, piecach przemysłowych i innych aplikacjach. Jednocześnie zapewniona jest równomierna dystrybucja włókna węglowego i żywicy odpornych na wysoką temperaturę, aby uniknąć miejsc słabości spowodowanych niewystarczającą lokalną gęstością oraz zagwarantować ogólną stabilność strukturalną.

2. Wzmocnienie struktury włókien jednokierunkowych, spełniające podwójne wymagania dotyczące wytrzymałości w wysokiej temperaturze i właściwości mechanicznych

Jako jednokierunkowy preimpregnat z włókna węglowego, A-18 posiada uporządkowanie jednokierunkowe z wysoką prostoliniowością włókien, zapewniając spójność kierunku włókien powyżej 99,8%, co maksymalizuje osiowe właściwości mechaniczne włókien węglowych i utrzymuje doskonałą nośność nawet w warunkach wysokich temperatur. Po przetestowaniu stwierdzono, że w temperaturze pokojowej wytrzymałość na rozciąganie w kierunku 0° preimpregnatu A-18 osiąga ponad 2500 MPa, a moduł sprężystości w kierunku 0° przekracza 180 GPa; w wysokiej temperaturze 250°C jego wytrzymałość na rozciąganie nadal wynosi 2100 MPa, a moduł sprężystości utrzymuje się na poziomie 150 GPa, znacznie przewyższając parametry zwykłych materiałów odpornych na wysoką temperaturę.

Ta cecha „wysokiej stabilności w temperaturze wysokiej + wysoka wytrzymałość” nadaje mu znaczące zalety w elementach konstrukcyjnych obciążonych w warunkach wysokich temperatur: w dziedzinie lotnictwa, gdy jest stosowany w gondolach silników samolotowych i komponentach systemów napędowych rakiet, może wytrzymać promieniowanie wysokiej temperatury oraz oddziaływanie strumienia powietrza podczas pracy silnika, zapobiegając uszkodzeniom konstrukcyjnym spowodowanym mięknieniem materiału; W dziedzinie sprzętu przemysłowego rama nośna stosowana w piecach wysokotemperaturowych oraz elementy transportowe urządzeń do obróbki cieplnej mogą zachować sztywność w warunkach trwałej wysokiej temperatury, zmniejszając ryzyko wypadków produkcyjnych spowodowanych odkształcением materiału. Dodatkowo jednokierunkowa struktura włókien charakteryzuje się również doskonałą odpornością na zmęczenie, zapewniając żywotność ponad 10 lat przy cyklicznych obciążeniach wysokotemperaturowych (takich jak cykl grzania i chłodzenia w piecach przemysłowych), co jest o 50% dłuższe niż u zwykłych metalowych materiałów odpornych na wysoką temperaturę.

3. Silna przystosowalność procesu do spełnienia zróżnicowanych potrzeb produkcyjnych elementów wysokotemperaturowych

Mimo skupienia na warunkach wysokich temperatur, preimpregnat A-18 odporny na wysoką temperaturę w postaci jednokierunkowego włókna węglowego nadal charakteryzuje się doskonałą kompatybilnością technologiczną i jest kompatybilny z głównymi procesami wytwarzania materiałów kompozytowych, takimi jak formowanie w prasie gorącej, formowanie przez prasowanie oraz formowanie przez nawijanie. Nie ma konieczności modyfikowania przez przedsiębiorstwa urządzeń produkcyjnych pracujących w wysokiej temperaturze, co obniża próg aplikacyjny

• Formowanie w prasie gorącej: Odpowiedni do elementów lotniczych o ekstremalnie wysokiej precyzji i wymaganiach wydajności (takich jak kształtki obwodowe silnika), kontrolowanych przez wysoką temperaturę i ciśnienie (temperatura może odpowiadać tolerancji temperaturowej preprezgu, ciśnienie 0,8–1,5 MPa), wysokotemperaturowo odporna żywica jest całkowicie impregnowana węglowolem. Po formowaniu powierzchnia elementu charakteryzuje się dużą gładkością, a współczynnik wewnętrznych wad wynosi mniej niż 0,5%, co zapewnia stabilną wydajność w warunkach wysokiej temperatury.
• Odlewy kompresyjne: odpowiedni do standardowych przemysłowych komponentów pracujących w wysokiej temperaturze (takich jak złącza rurociągów wysokotemperaturowych i akcesoria pieców), o wysokiej wydajności formowania, czas produkcji pojedynczej partii można kontrolować w zakresie 40–60 minut, a dokładność wymiarów elementów można dokładnie kontrolować (błąd ±0,2 mm), co spełnia wymagania montażowe urządzeń przemysłowych i zmniejsza kolejne etapy obróbki.
• Formowanie przez nawijanie: Odpowiedni do elementów cylindrycznych, takich jak rurociągi wysokotemperaturowe i zbiorniki pod ciśnieniem, włókno węglowe jest ułożone i rozmieszczone za pomocą technologii nawijania, co umożliwia tym elementom wykazanie doskonałej nośności przy wysokich temperaturach zarówno w kierunku osiowym, jak i obwodowym. Na przykład, gdy jest stosowany w rurociągach parowych o wysokiej temperaturze, opakowane rury mogą wytrzymać temperaturę 280 ℃ oraz ciśnienie 30 MPa, spełniając wymagania związane z transportem w warunkach wysokich temperatur w sektorze energetycznym.

Ponadto produkt charakteryzuje się doskonałą stabilnością przechowywania i może być przechowywany ponad 6 miesięcy w niskiej temperaturze -18 ℃. Po wyjęciu można go bezpośrednio poddać procesowi formowania w wysokiej temperaturze bez konieczności długotrwałego podgrzewania, unikając przedwczesnego utwardzania żywicy lub degradacji właściwości, co zapewnia ciągłość produkcji.

4. Usługi niestandardowe rozszerzające granice zastosowań w warunkach wysokich temperatur

Preimpregnat z jednokierunkowego włókna węglowego A-18 odporny na wysokie temperatury oferuje kompleksowe usługi dostosowane według zasady „potrzeby klienta jako centrum”, dalsze poszerzanie granic zastosowań w warunkach wysokich temperatur:

• Dostosowanie odporności na wysoką temperaturę: Oprócz standardowego zakresu 150 ℃ -300 ℃, możliwe jest opracowanie modeli niestandardowych o wyższej odporności termicznej (np. 350 ℃, 400 ℃) zgodnie z szczególnymi wymaganiami klientów dotyczącymi konkretnych zastosowań. Na przykład dla przemysłu lotniczego i kosmicznego można dostosować preimpregnaty odporne na temperaturę 350 ℃, aby sprostać ekstremalnym warunkom wysokich temperatur silników rakietowych.
• Dostosowanie specyfikacji i szerokości: Obsługuje dostosowanie gęstości powierzchniowej włókna węglowego (50g/m² - 300g/m²) oraz szerokości (0,8 m - 1,5 m), na przykład dostosowanie 1,5-metrowej szerokiej preimpregnacji o wysokiej gramaturze (300g/m²) do dużych przemysłowych pieców, co zmniejsza liczbę połączeń elementów i obniża ryzyko utraty właściwości przy wysokich temperaturach; możliwość dostosowania ultra cienkiej preimpregnacji 50g/m² do precyzyjnych elektronicznych komponentów pracujących w wysokich temperaturach, umożliwia osiągnięcie lekkiej konstrukcji i miniaturyzację przy jednoczesnym zapewnieniu odporności na wysoką temperaturę.
• Dostosowanie funkcji żywicy: Do systemu żywic odpornych na wysokie temperatury można dodać dodatkowe składniki ognioodporne, odporno na korozję oraz inne funkcjonalne komponenty. Na przykład można dostosować preimpregnację o podwójnej funkcji „odporna na wysokie temperatury + odporna na korozję” do urządzeń pracujących w wysokiej temperaturze w przemyśle chemicznym, która wytrzymuje zarówno wysokie temperatury, jak i erozję przez środowiska chemiczne; można również dostosować preimpregnację typu „odporna na wysokie temperatury + mało dymna i toksyczna” dla przemysłu lotniczego i kosmicznego, aby spełnić wymagania bezpieczeństwa w ekstremalnych warunkach.

5. Zróżnicowane projektowanie, tworzenie barier konkurencyjnych na rynku materiałów wysokotemperaturowych

• Różnicowanie technologiczne: Samodzielnie opracowana technologia modyfikacji interfejsu żywicy odporności na wysokie temperatury i włókna węglowego zwiększa wytrzymałość połączenia między żywicą a włóknem o 40% w warunkach wysokich temperatur, rozwiązując problem odwarstwiania się interfejsu przy wysokich temperaturach, który często występuje w tradycyjnych prepregrach odpornych na wysokie temperatury; jednocześnie dzięki optymalizacji składu, poprawiając odporność na wysokie temperatury, lepkość żywicy jest kontrolowana w odpowiednim zakresie, aby zapewnić przepływ podczas procesu i uniknąć wad formowania spowodowanych nadmierną lepkością żywicy.
• Różnicowanie kosztów: Dzięki produkcji na dużą skalę i optymalizacji łańcucha dostaw, przy jednoczesnym zapewnieniu wysokiej wydajności w warunkach wysokich temperatur, koszt konwencjonalnych produktów jest kontrolowany na poziomie 15% poniżej średniej branżowej, szczególnie w scenariuszach wrażliwych cenowo, takich jak przemysłowe urządzenia wysokotemperaturowe i nowe źródła energii, co czyni je bardziej konkurencyjnymi na rynku oraz pomaga klientom obniżyć koszty materiałów dla komponentów pracujących w wysokich temperaturach.
• Różnicowanie usług: Oferujemy kompleksowe usługi typu «materiały+procesy+obsługa posprzedażowa», dostarczamy docelowe rozwiązania parametrów procesów formowania w warunkach wysokich temperatur oraz wspieramy klientów w rozwiązywaniu problemów technicznych w trakcie produkcji; równocześnie wprowadzamy mechanizm śledzenia obsługi posprzedażowej, regularnie monitorujemy sposób użytkowania produktów przez klientów, optymalizujemy ich wydajność na podstawie otrzymanych informacji zwrotnych, zwiększając tym samym zaangażowanie klientów.