A-18 prepreg unidirekčného uhlíkového vlákna odolného voči vysokým teplotám

Vysokoteplotne odolný jednosmerný prepreg z uhlíkových vlákien (A-18): Strážca konštrukčného výkonu v extrémne vysokoteplotných scenároch

V extrémne vysokoteplotných prostrediach, ako sú komponenty okolo leteckých motorov, priemyselné vybavenie pre vysoké teploty a oblasti nových energií, sú rovnako kritické vysokoteplotná stabilita a mechanické vlastnosti materiálov. Unidirekčný prepreg z uhlíkových vlákien odolný voči vysokým teplotám (prepreg A-18 odolný voči vysokým teplotám) je založený na špeciálnom epoxidovom pryskyričnom systéme odolnom voči vysokým teplotám a podľa potrieb zákazníka možno flexibilne vybrať požadovanú odolnosť voči vysokým teplotám. Zachováva výhody unidirekčného prepregu z uhlíkových vlákien – vysokú pevnosť a nízku hmotnosť – a zároveň udržiava stabilné vlastnosti vo vysokoteplotných prostrediach. Poskytuje materiálové riešenia pre horúce časti komponentov v leteckej a vesmírnej technike, konštrukčné komponenty priemyselných pecí, vybavenie pre nové energie pracujúce za vysokých teplôt atď., a to s „odolnosťou voči vysokým teplotám + konštrukčnou spoľahlivosťou“, čím prekonáva aplikačné obmedzenia tradičných prepregov z uhlíkových vlákien, ktoré sú náchylné na poruchy pri vysokých teplotách.

Základné výhody: Viacrozmerná záruka stability pri vysokých teplotách, flexibilná prispôsobiteľnosť a adaptácia na všetky scény

1. Epoxidová pryskyrica odolná voči vysokým teplotám, ktorá rieši problém degradácie výkonu pri extrémne vysokých teplotách

Kľúčový technologický prínos A-18 vysokoteplotne odolného jednosmerného karbonového prepregu spočíva v špeciálnom vysokoteplotne odolnom epoxidovom živici, ktorá sa líši od nedostatkov bežných epoxidových živíc náchylných na mäknutie a rozklad nad 120 ℃. Tento systém dosahuje skokový pokrok vo vysokoteplotných vlastnostiach optimalizáciou molekulárnej štruktúry a inováciou vysokoteplotne odolných prísad. Po prvé, ako základ používa aromatickú epoxidovú živicu so stabilnými benzénovými kruhmi v molekulových reťazcoch, čo výrazne zvyšuje teplotu tepelnej dekompozície živice; po druhé, obsahuje nanometrové vysokoteplotne odolné plnivá (ako dusičnan bóru alebo oxid hliníka), ktoré zvyšujú tuhosť a odolnosť proti creepu živice pri vysokých teplotách; po tretie, využíva vysokoteplotné tvrdidlá, ktoré zabezpečujú, že po vytvárnaní za vysokých teplôt vznikne hustá sieťovaná štruktúra, čím sa ďalej zvyšuje tepelná stabilita.

Produkt možno flexibilne vybrať podľa odolnosti voči vysokým teplotám na základe požiadaviek zákazníka. Štandardný rozsah tolerancie pokrýva 150 ℃ -300 ℃ a špeciálna individuálne prispôsobená verzia môže prekročiť 350 ℃. Môže byť použitý po dlhú dobu (viac ako 1000 hodín) pri príslušnej teplote, pričom zachovanie mechanických vlastností zostáva nad 85 %. Podľa autoritatívnych testov má kompozitný materiál vyrobený z A-18 prepregu pri teplote 200 ℃ útlm pevnosti v ťahu pri 0 ° len 5 % (u bežného prepregu viac než 30 %) a útlm ohybového modulu menej než 8 %, čo plne spĺňa požiadavky na dlhodobé použitie za vysokých teplôt v priestoroch leteckých motorov, priemyselných peciach a iných podobných aplikáciách. Súčasne sa zabezpečuje rovnomerné rozloženie uhlíkových vlákien a vysokoteplotnej pryskyričky, aby sa predišlo slabým miestam vysokoteplotných vlastností spôsobených nedostatočnou lokálnou hustotou a zaručila sa celková štrukturálna stabilita.

2. Jednosmerná vláknová štruktúra s vylepšenými vlastnosťami, spĺňa dvojité požiadavky na vysoké teploty a mechanické vlastnosti

Ako jednosmerný prepreg z uhlíkových vlákien, A-18 využíva usporiadanie uhlíkových vlákien s vysokou priamosťou, pričom konzistencia smeru vlákien presahuje 99,8 %, čo umožňuje maximalizovať axiálne mechanické vlastnosti uhlíkových vlákien a zachovať vynikajúcu nosnú kapacitu aj vo vysokoteplotných prostrediach. Po testovaní pri izbovej teplote dosahuje tahová pevnosť 0° prepregu A-18 viac ako 2500 MPa a modul pružnosti v ťahu prekračuje 180 GPa; pri vysokých teplotách 250 °C sa jeho tahová pevnosť stále udržuje na hodnote 2100 MPa a modul pružnosti v ťahu na hodnote 150 GPa, čo výrazne prevyšuje úroveň výkonu bežných materiálov odolných voči vysokým teplotám.

Táto vlastnosť „vysoké tepelnej stability + vysoká pevnosť“ jej poskytuje významné výhody pri konštrukčných prvkoch za vysokej teploty: v oblasti leteckej techniky, keď sa používa v motory lietadiel a komponentoch raketových pohonných systémov, odoláva žiareniu a nárazom prúdiaceho vzduchu pri prevádzke motora, čím sa predchádza štrukturálnemu zlyhaniu spôsobenému zmäkčením materiálu; V oblasti priemyselného zariadenia nosný rám používaný pri vysokoteplotných peciach a prepravné komponenty zariadení na tepelné spracovanie udržujú tuhosť vo vysokej teplote po dlhšiu dobu, čím sa zníži riziko výrobných nehôd spôsobených deformáciou materiálu. Okrem toho jednosmerná vláknová štruktúra má tiež vynikajúcu odolnosť proti únave, pri cyklickom zaťažení za vysokých teplôt (napr. pri cykle ohrevu a chladenia priemyselných pecí) dosahuje životnosť viac ako 10 rokov, čo je o 50 % dlhšie v porovnaní s bežnými kovovými materiálmi odolnými voči vysokým teplotám.

3. Silná prispôsobivosť procesu na spĺňanie rôznorodých výrobných potrieb komponentov pre vysoké teploty

Napriek zameraniu na scenáre s vysokou teplotou, A-18 univerzálna preimpregnovaná uhlíková vlákna odolná voči vysokým teplotám stále zachováva vynikajúcu kompatibilitu procesov a je kompatibilná s hlavnými procesmi výroby kompozitných materiálov, ako je lisovanie za tepla, lisovanie za tlaku a vinutie. Nie je potreba, aby podniky upravovali svoje výrobné zariadenia pre vysoké teploty, čím sa znížiá prah aplikácie

• Lisovanie za tepla: Vhodné pre letecké komponenty s extrémne vysokou presnosťou a požiadavkami na výkon (napr. tvarované diely okolo motora), riadené vysokou teplotou a vysokým tlakom (teplota môže dosiahnuť úroveň tepelnej odolnosti prepregu, tlak 0,8–1,5 MPa), pričom vysokoteplotná živica je úplne impregnovaná do uhlíkovej vlákny. Po vytvárnaní je povrchová hladkosť komponentu vysoká a vnútorná chybovosť je nižšia ako 0,5 %, čo zabezpečuje konzistentný výkon pri vysokých teplotách.
• Tlačové litie: vhodné pre štandardizované priemyselné vysokoteplotné komponenty (napr. spojky horúcich potrubí a príslušenstvo pecí), s vysokou efektívnosťou vytvárania, čas jednej výrobnej dávky možno ovládať v rozmedzí 40–60 minút a veľkosť komponentov možno presne kontrolovať (chyba ± 0,2 mm), čo spĺňa požiadavky na montáž priemyselného zariadenia a zníži následné spracovanie.
• Navíjanie: Vhodný pre valcové komponenty, ako sú vysokoteplotné potrubia a tlakové nádoby, je uhlíkové vlákno orientované a usporiadané pomocou navíjacej technológie, čo umožňuje komponentom mať vynikajúcu nosnosť pri vysokých teplotách v oboch axiálnych a obvodových smeroch. Napríklad pri použití na vysokoteplotné parné potrubia môžu obalené rúry odolávať teplote 280 ℃ a tlaku 30 MPa, čím spĺňajú požiadavky na prepravu pri vysokých teplotách v energetickom odvetví.

Okrem toho má produkt vynikajúcu stabilitu skladovania a môže byť uložený viac ako 6 mesiacov v nízkej teplote -18 ℃. Po vybratí môže byť priamo použitý vo vysokoteplotnom formovacom procese bez dlhého opätovného zohrievania, čím sa predchádza predčasnému tuhnutiu pryskyričky alebo degradácii vlastností a zabezpečuje sa nepretržitá výroba.

4. Prispôsobené služby na rozšírenie aplikačných hraníc vysokoteplotných scenárov

Impregnovaný jednosmerný uhlíkový vlákno A-18 odolný voči vysokým teplotám poskytuje komplexné prispôsobené služby s „potrebami zákazníka v centre“, čím ďalej rozširuje hranice aplikácií pri vysokých teplotách:

• Prispôsobenie odolnosti voči vysokým teplotám: Okrem bežného rozsahu 150 ℃ -300 ℃ je možné vyvíjať špeciálne modely s vyššou odolnosťou voči teplote (napr. 350 ℃, 400 ℃) podľa špecifických požiadaviek zákazníka na daný scenár. Napríklad pre letecký a vesmírny priemysel je možné prispôsobiť impregnované materiály odolné voči teplote 350 ℃, aby vyhovovali extrémnym vysokým teplotám raketových motorov.
• Prispôsobenie špecifikácií a šírky: Podporuje prispôsobenie plošnej hustoty uhlíkovej vlákna (50 g/m² – 300 g/m²) a šírky (0,8 m – 1,5 m), napríklad prispôsobenie 1,5 m širokého prepregu s vysokou plošnou hmotnosťou (300 g/m²) pre veľké priemyselné peci, čím sa zníži počet spojovacích miest komponentov a riziko výkonových strát spojov pri vysokých teplotách; prispôsobenie extrémne tenkého prepregu 50 g/m² pre presné elektronické komponenty odolné voči vysokým teplotám, čo umožňuje dosiahnuť ľahkosť a miniaturizáciu pri záruke odolnosti voči vysokým teplotám.
• Prispôsobenie funkcie živice: Do systému vysokoteplotne odolnej živice je možné pridať ďalšie zložky, ako sú ohnivzdorné, korózne odolné a iné funkčné komponenty. Napríklad pre vysokoteplotné zariadenia v chemickom priemysle je možné vyrobiť na mieru dvojúčelový prepreg „vysokoteplotne odolný + korózne odolný“, ktorý odoláva nielen vysokým teplotám, ale aj účinkom chemických látok; pre letecký a vesmírny priemysel je možné objednať prepreg „vysokoteplotne odolný + níkym dymom a toxický“ a spĺňa tak bezpečnostné požiadavky v extrémnych podmienkach.

5. Diferencovaný dizajn, vytváranie konkurenčných bariér na trhu vysokoteplotných materiálov

• Technologická diferenciácia: Samostatne vyvinutá „modifikačná technológia rozhrania uhlíkovej vlákny odolnej voči vysokým teplotám“ zvyšuje pevnosť spojenia medzi pryskyricou a vláknom pri vysokých teplotách o 40 %, čím rieši problém odlupovania rozhrania pri vysokých teplotách, ktorý je bežný u tradičných predimpregnovaných materiálov odolných voči vysokým teplotám; zároveň prostredníctvom optimalizácie zloženia, pri zvyšovaní odolnosti voči vysokým teplotám, dochádza k riadeniu viskozity pryskyrice v primeranom rozsahu, čo zabezpečuje spracovateľnosť a zabráňuje chybám pri formovaní spôsobeným nadmernou viskozitou pryskyrice.
• Odlišnosť nákladov: Prostredníctvom veľkosériovej výroby a optimalizácie dodávateľského reťazca, pri zabezpečení vysokoteplotného výkonu, sa podarilo udržať náklady bežných produktov o 15 % pod priemernou úrovňou odvetvia, najmä v scenároch citlivých na náklady, ako sú priemyselné vysokoteplotné zariadenia a nové energie, čo zvyšuje ich konkurencieschopnosť na trhu a pomáha zákazníkom znížiť materiálové náklady na vysokoteplotné komponenty.
• Odlišnosť služieb: Poskytujeme integrované služby „materiály + procesy + servis“, poskytujeme cieľavedome riešenia parametrov vysokoteplotných formovacích procesov pre zákazníkov a pomáhame im riešiť technické problémy vo výrobe; zároveň zavádzame mechanizmus sledovania po predaji, pravidelne monitorujeme používanie u zákazníkov, na základe spätnej väzby optimalizujeme výkon produktov a posilňujeme viazanosť zákazníkov.