Vật liệu tiền ngâm tẩm sợi carbon một chiều chịu nhiệt độ cao A-18

Tấm sợi carbon định hướng một chiều chịu nhiệt độ cao (A-18): Người bảo vệ hiệu suất kết cấu trong các tình huống nhiệt độ cực cao

Trong các môi trường nhiệt độ cực cao như các bộ phận phụ trợ động cơ hàng không vũ trụ, thiết bị công nghiệp chịu nhiệt độ cao và các lĩnh vực năng lượng mới, tính ổn định ở nhiệt độ cao và các đặc tính cơ học của vật liệu đều rất quan trọng. Tấm sợi carbon định hướng một chiều chịu nhiệt độ cao (tấm sợi carbon định hướng một chiều A-18 chịu nhiệt) được phát triển dựa trên hệ nhựa epoxy chuyên dụng chịu nhiệt độ cao, có thể linh hoạt lựa chọn mức độ chịu nhiệt phù hợp với nhu cầu sản xuất của khách hàng. Sản phẩm này giữ nguyên ưu điểm về độ bền cao và trọng lượng nhẹ của tấm sợi carbon định hướng một chiều, đồng thời duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường nhiệt độ cao. Nhằm cung cấp giải pháp vật liệu cho các bộ phận đầu nóng trong ngành hàng không vũ trụ, các bộ phận cấu trúc lò công nghiệp, thiết bị nhiệt độ cao trong lĩnh vực năng lượng mới, v.v. với tiêu chí "chịu được nhiệt độ cao + độ tin cậy cấu trúc", từ đó phá vỡ điểm nghẽn ứng dụng của các loại tấm sợi carbon truyền thống dễ bị hư hỏng ở nhiệt độ cao.

Ưu điểm cốt lõi: Đảm bảo đa chiều về độ ổn định nhiệt độ cao, tùy chỉnh linh hoạt và thích ứng toàn cảnh

1. Hệ nhựa epoxy chịu nhiệt độ cao, khắc phục vấn đề suy giảm hiệu suất ở nhiệt độ cực cao

Điểm nổi bật công nghệ cốt lõi của vật liệu tiền ngâm tẩm sợi carbon một chiều chịu nhiệt độ cao A-18 nằm ở hệ nhựa epoxy chuyên dụng chịu nhiệt độ cao, khác biệt so với những khuyết điểm của nhựa epoxy thông thường dễ bị mềm hóa và phân hủy ở nhiệt độ trên 120 ℃. Hệ thống này đạt được bước tiến nhảy vọt về hiệu suất chịu nhiệt thông qua việc tối ưu hóa cấu trúc phân tử và đổi mới các chất phụ gia chịu nhiệt độ cao. Trước hết, nó sử dụng nhựa epoxy thơm làm nền, với các cấu trúc vòng benzen ổn định trong chuỗi phân tử, có thể tăng đáng kể nhiệt độ phân hủy nhiệt của nhựa; Thứ hai là bổ sung các chất độn chịu nhiệt ở cấp độ nano (như nitride boron và oxit nhôm) nhằm tăng độ cứng và khả năng chống chảy dẻo của nhựa ở nhiệt độ cao; Thứ ba là sử dụng các chất đóng rắn chịu nhiệt độ cao để đảm bảo rằng vật liệu tiền ngâm tẩm hình thành cấu trúc mạng lưới giao liên dày đặc sau khi đúc ở nhiệt độ cao, từ đó nâng cao thêm tính ổn định nhiệt.

Sản phẩm có thể được lựa chọn linh hoạt theo nhu cầu của khách hàng để chịu được nhiệt độ cao. Dải dung sai thông thường bao gồm từ 150 ℃ đến 300 ℃, và phiên bản tùy chỉnh đặc biệt có thể vượt quá 350 ℃. Sản phẩm có thể sử dụng trong thời gian dài (trên 1000 giờ) ở nhiệt độ tương ứng, đồng thời tỷ lệ giữ nguyên tính năng cơ học vẫn trên 85%. Theo các kiểm định uy tín, vật liệu composite làm từ tấm ngâm tẩm A-18 có tỷ lệ suy giảm độ bền kéo 0° chỉ 5% (tấm ngâm tẩm thông thường vượt quá 30%) và tỷ lệ suy giảm mô đun uốn dưới 8% trong môi trường nhiệt độ cao 200 ℃, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu làm việc lâu dài ở nhiệt độ cao trong các khoang động cơ hàng không vũ trụ, lò công nghiệp và các tình huống khác. Đồng thời, đảm bảo sợi carbon và nhựa chịu nhiệt cao được phân bố đều để tránh các điểm yếu về hiệu suất chịu nhiệt do mật độ cục bộ không đủ, và đảm bảo độ ổn định cấu trúc tổng thể.

2. Cấu trúc sợi một chiều được tăng cường, đáp ứng đồng thời yêu cầu về nhiệt độ cao và tính chất cơ học

Là loại vật liệu tiền ngâm tẩm sợi carbon một chiều, A-18 sử dụng bố trí sợi carbon một chiều có độ thẳng cao, với độ nhất quán hướng sợi trên 99,8%, có thể tối đa hóa các tính chất cơ học theo phương trục của sợi carbon và duy trì khả năng chịu tải tuyệt vời ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao. Qua thử nghiệm, ở nhiệt độ phòng, độ bền kéo 0° của vật liệu tiền ngâm tẩm A-18 có thể đạt trên 2500MPa, và mô đun kéo 0° vượt quá 180GPa; ở nhiệt độ cao 250°C, độ bền kéo của nó vẫn duy trì ở mức 2100MPa và mô đun kéo duy trì ở mức 150GPa, vượt xa mức hiệu suất của các vật liệu chịu nhiệt thông thường.

Đặc tính "ổn định nhiệt độ cao + độ bền cao" này mang lại lợi thế đáng kể trong các bộ phận cấu trúc chịu tải ở nhiệt độ cao: trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, khi được sử dụng trong thân động cơ máy bay và các bộ phận hệ thống đẩy tên lửa, vật liệu có thể chịu được bức xạ nhiệt độ cao và tác động của dòng khí trong quá trình vận hành động cơ, tránh được sự cố cấu trúc do vật liệu bị mềm ra; Trong lĩnh vực thiết bị công nghiệp, khung đỡ dùng cho lò nhiệt độ cao và các bộ phận vận chuyển của thiết bị xử lý nhiệt có thể duy trì độ cứng vững trong môi trường nhiệt độ cao kéo dài, giảm thiểu tai nạn sản xuất do biến dạng vật liệu. Ngoài ra, cấu trúc sợi một chiều cũng có khả năng chống mỏi tuyệt vời, với tuổi thọ trên 10 năm dưới tải trọng chu kỳ nhiệt độ cao (ví dụ như chu kỳ đốt nóng - làm nguội của lò công nghiệp), dài hơn 50% so với các vật liệu kim loại thông thường chịu nhiệt độ cao.

3. Khả năng thích ứng quy trình mạnh mẽ để đáp ứng nhu cầu sản xuất đa dạng của các bộ phận chịu nhiệt độ cao

Mặc dù tập trung vào các tình huống nhiệt độ cao, vật liệu tiền ngâm tẩm sợi carbon một chiều chịu nhiệt A-18 vẫn duy trì khả năng tương thích quy trình xuất sắc và tương thích với các quy trình sản xuất vật liệu composite phổ biến như đúc ép nhiệt, đúc nén và đúc quấn. Doanh nghiệp không cần phải thay đổi thiết bị sản xuất nhiệt độ cao, từ đó giảm ngưỡng ứng dụng

• Ép khuôn nhiệt: Phù hợp với các bộ phận hàng không vũ trụ yêu cầu độ chính xác và hiệu suất cực cao (như các chi tiết định hình xung quanh động cơ), được kiểm soát bởi nhiệt độ và áp suất cao (nhiệt độ có thể tương thích với khả năng chịu nhiệt của vật liệu prepreg, áp suất 0,8-1,5MPa), nhựa chịu nhiệt được ngâm tẩm hoàn toàn vào sợi carbon. Sau khi đúc, độ nhẵn bề mặt của bộ phận cao và tỷ lệ khuyết tật bên trong nhỏ hơn 0,5%, đảm bảo hiệu suất ổn định ở nhiệt độ cao.
• Đúc nén: phù hợp với các bộ phận công nghiệp tiêu chuẩn chịu nhiệt độ cao (như khớp nối đường ống chịu nhiệt và phụ kiện lò nung), có hiệu suất đúc cao, thời gian sản xuất mỗi mẻ có thể được kiểm soát trong khoảng 40-60 phút, và độ chính xác kích thước bộ phận có thể được kiểm soát chính xác (sai số ± 0,2mm), đáp ứng nhu cầu lắp ráp của thiết bị công nghiệp và giảm các bước gia công tiếp theo.
• Định hình bằng cuốn dây: Phù hợp với các bộ phận hình trụ như đường ống nhiệt độ cao và bình chịu áp lực, sợi carbon được định hướng và sắp xếp thông qua công nghệ quấn, giúp các bộ phận có khả năng chịu tải nhiệt độ cao xuất sắc theo cả hướng trục và hướng chu vi. Ví dụ, khi sử dụng cho đường ống hơi nhiệt độ cao, các ống được bọc có thể chịu được nhiệt độ lên đến 280 ℃ và áp suất 30MPa, đáp ứng nhu cầu vận chuyển ở nhiệt độ cao trong lĩnh vực năng lượng.

Ngoài ra, sản phẩm có tính ổn định lưu trữ tốt, có thể bảo quản hơn 6 tháng trong môi trường nhiệt độ thấp -18 ℃. Sau khi lấy ra, sản phẩm có thể đưa ngay vào quá trình đúc nhiệt độ cao mà không cần gia nhiệt lại trong thời gian dài, tránh hiện tượng đóng rắn sớm hoặc suy giảm hiệu suất của nhựa, đảm bảo tính liên tục trong sản xuất.

4. Dịch vụ tùy chỉnh để mở rộng ranh giới ứng dụng trong các tình huống nhiệt độ cao

Vật liệu tiền ngâm tẩm sợi carbon một chiều chịu nhiệt độ cao A-18 cung cấp các dịch vụ tùy chỉnh toàn diện với "nhu cầu khách hàng là trung tâm", từ đó mở rộng thêm ranh giới ứng dụng trong các tình huống nhiệt độ cao:

• Tùy chỉnh khả năng chịu nhiệt độ cao: Ngoài dải nhiệt độ thông thường từ 150 ℃ - 300 ℃, có thể phát triển các mẫu tùy chỉnh với khả năng chịu nhiệt độ cao hơn (ví dụ như 350 ℃, 400 ℃) theo yêu cầu đặc biệt của khách hàng trong từng tình huống cụ thể. Ví dụ, có thể tùy chỉnh vật liệu tiền ngâm tẩm chịu được nhiệt độ 350 ℃ dành cho ngành hàng không vũ trụ để thích nghi với môi trường nhiệt độ cực cao của động cơ tên lửa.
• Tùy chỉnh thông số kỹ thuật và độ rộng: Hỗ trợ tùy chỉnh mật độ bề mặt sợi carbon (50g/㎡ - 300g/㎡) và chiều rộng (0,8m - 1,5m), ví dụ như tùy chỉnh vật liệu tiền ngâm tẩm có độ grammage cao (300g/㎡) rộng 1,5m cho các lò công nghiệp lớn, giảm số lần ghép nối linh kiện và hạ thấp rủi ro về hiệu năng khi ghép nối ở nhiệt độ cao; Tùy chỉnh vật liệu tiền ngâm tẩm siêu mỏng 50g/㎡ cho các bộ phận điện tử chính xác chịu nhiệt độ cao, đạt được trọng lượng nhẹ và kích thước nhỏ gọn trong khi vẫn đảm bảo khả năng chịu nhiệt.
• Tùy chỉnh chức năng nhựa Các thành phần chức năng bổ sung như chống cháy, chống ăn mòn và các chức năng khác có thể được thêm vào hệ thống nhựa chịu nhiệt độ cao. Ví dụ, có thể tùy chỉnh loại vải tẩm trước "chịu nhiệt cao + chống ăn mòn" hai chức năng cho thiết bị nhiệt độ cao trong ngành hóa chất, giúp chịu được cả nhiệt độ cao và sự xâm thực của môi trường hóa chất; Tùy chỉnh loại vải tẩm trước "chịu nhiệt cao + ít khói độc" cho ngành hàng không vũ trụ nhằm đáp ứng yêu cầu an toàn trong môi trường khắc nghiệt.

5. Thiết kế phân biệt, xây dựng rào cản cạnh tranh trên thị trường vật liệu chịu nhiệt độ cao

• Sự khác biệt về công nghệ: Công nghệ sửa đổi giao diện sợi carbon nhựa nhiệt độ cao do tự nghiên cứu phát triển tăng cường độ bám dính giữa nhựa và sợi lên 40% ở nhiệt độ cao, giải quyết vấn đề bong tróc giao diện ở nhiệt độ cao thường xảy ra trong loại tiền ngâm tẩm chịu nhiệt truyền thống; đồng thời, thông qua tối ưu hóa công thức, trong khi cải thiện khả năng chịu nhiệt, độ nhớt của nhựa được kiểm soát trong phạm vi phù hợp để đảm bảo tính lưu động trong quá trình gia công và tránh các khuyết tật tạo hình do độ nhớt nhựa quá cao.
• Phân biệt chi phí: Thông qua sản xuất quy mô lớn và tối ưu hóa chuỗi cung ứng, đồng thời đảm bảo hiệu suất ở nhiệt độ cao, chi phí của các sản phẩm thông thường được kiểm soát thấp hơn mức trung bình ngành 15%, đặc biệt trong các tình huống nhạy cảm về chi phí như thiết bị công nghiệp chịu nhiệt cao và năng lượng mới, từ đó nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường và giúp khách hàng giảm chi phí vật liệu cho các bộ phận chịu nhiệt độ cao.
• Phân biệt dịch vụ: Cung cấp dịch vụ tích hợp "vật liệu + quy trình + hậu mãi", đưa ra các giải pháp thông số quy trình tạo hình chịu nhiệt cao phù hợp với từng khách hàng, hỗ trợ giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong sản xuất; đồng thời thiết lập cơ chế theo dõi sau bán hàng, định kỳ cập nhật tình trạng sử dụng của khách hàng, tối ưu hóa hiệu suất sản phẩm dựa trên phản hồi để tăng sự gắn kết với khách hàng.