مقاله فرایندهای تولید فیبر کربن

دسته بندي : فنی و مهندسی » پلیمر
چکیده:
الياف كربن اليافي به قطر 6 تا 10 ميكرومتر و داراي حداقل 93 % كربن هستند و ساختار آن از آرايه هاي كربن كاملا جهت دار شكل گرفته است. اتم های کربن بصورت کریستال های میکروسکوپیکی که در جهت محور اصلی فیبر های کربن قرار گرفته اند به هم متصل شده اند. جهت گیری کریستال، فیبرها را به طور خارق العاده ای قدرتمند می کند. هزاران هزار فیبر کربن به هم تابیده می شوند تا یک رشته نخ کربنی بوجود بیابد که می توان از آن به طور مستقل یا بافتن در یک ماده ی دیگر استفاده کرد. یک تک رشته ی فیبر کربن یا ماده ای که فیبرکربن در آن بافته شده را با رزین اپوکسی مخلوط می کنند و توسط روش قالبگیری یا تنیدن درهم شکل داده می شوند تا مواد کامپوزیتی مختلفی از آنها بدست بیایند. گرچه روش ساخت الياف كربن متنوع است ولي تنها رو ش هاي تجاري ساخت الياف فوق استفاده از پيش زمينه هاي آلي از قبيل ريون ، پلي اكريلونيتريل (PAN) و قير و تجزيه حرارتي آنها مي باشد. عمده الياف كربن از پيش  زمينه الياف اكريلونيتريل توليد مي گردند. توليد الياف كربن از پيش زمينه الياف اكريلونيتريل شامل سه مرحله مي باشد . درمرحله اول الياف اكريلونيتريل تجاري و يا ويژه در محيط اكسيدي ساختاري نردباني شكل پيدا كرده و غير قابل ذوب مي گردند. در مرحله دوم با عمليات حرارتي در محيط خنثي، ساختار آلي آنها عمده مواد غير كربني خود را از دست داده و ، خواص ساختاري كربني پيدا مي كند. در مرحله سوم با عمليات حرارتي در محيط خنثي در دماهاي بالاتر از  1200 oC خواص مكانيكي و برخي خصوصيات فيزيكي الياف بهبود داده مي شوند. پارامترهاي اين فرآيند زياد و عوامل موثر بر خواص نهايي الياف كربن متنوعند لذا نياز به بررسي دقيق تري دارند . از سوي ديگر ايجاد هر گونه تغيير در مواد اوليه و روش هاي ساخت سبب تغيير در كاربردهاي نهايي اين الياف مي گردد. در اين مقاله پارامترهاي متعدد موثر در فرآيند ساخت اين الياف بدقت بررسي شده و نحوه تغييرات در خصوصيات و ساختار در اثر تغيير پار امترهاي ساخت تحليل م ي گردد. در ادامه پارامترهاي بهينه براي ساخت الياف كربن ارائه شده و با توجه به خصوصيات و ساختار بدست آمده، كاربردهاي متنوع اين محصولات مورد بررسي قرار مي گيرند.

فهرست مطالب:
چکیده    
مقدمه    
1. فرآیند تولید فیبرهای کربن    
1-1. ریسندگی    
1-2. پايدار سازی    
1-3. کربونیزه کردن    
1-4. گرافیته کردن     
1-5. آماده سازی سطح فیبرها    
1-6. سایز کردن        
2. کنترل کیفیت        
3. ساختار میکروسکوپی    
4. خواص    
4-1. وزن مخصوص    
4-2. مدول    
4-3. استحکام    
4-4. پايداري ابعادي و حرارتي    
5-4. هدایت الکتریکی و حرارتی    
6-4. پایداری شیمیایی    
7-4. خواص سطحي    
5. تغییرپا رامترها در فرایند تولید الیاف کربن    
6. کاربردها    
7. جمع بندی    
8. مراجع    
فهرست اشکال
فهرست جداول