醫(yī)療器械用碳纖維種類不同工藝有何區(qū)別

來源: 發(fā)布時間:2023-12-03

傳統(tǒng)的碳纖維生產(chǎn)過程主要包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化、碳化以及石墨化等環(huán)節(jié),再加上高壓下烘烤分離的樹脂和碳纖維布,一共需要24個小時以上。而鍛造碳纖維的生產(chǎn)耗時則明顯縮短了許多,將切碎的碳纖維絲與樹脂結(jié)合并夾在兩個鋼模之間,然后放在1200-1500psi的壓力下加熱3分鐘就能制造完成。生產(chǎn)周期的大幅縮短意味著鍛造碳纖維的生產(chǎn)成本將大幅降低。

還有一個優(yōu)勢,短切碳纖維與樹脂混合后,在高壓的作用下,它的流動性好,能夠成型復雜結(jié)構(gòu)的零部件。 機械手的功率重量比可以通過輕量化設(shè)計來優(yōu)化,選擇輕量化材料也是實現(xiàn)機械手輕量化的重要途徑。醫(yī)療器械用碳纖維種類不同工藝有何區(qū)別

醫(yī)療器械用碳纖維種類不同工藝有何區(qū)別,碳纖維種類

就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說,碳纖維的強度在 400 到 800 兆帕左右,而普通鋼材的強度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性,碳纖維和鋼材基本類似,沒有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強度,更輕的重量,所以說碳纖維在新材料中地位不可撼動。正因為這種優(yōu)勢,碳纖維增強復合材料(CFRP)在加工過程中,基體和纖維存在較為復雜的內(nèi)部相互作用,使其物理特性與金屬有較大區(qū)別,CFRP密度遠小于金屬,而強度大于絕大部分金屬。因為 CFRP 的不均勻性,在加工過程中往往會出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離;CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性,使其在加工過程中對設(shè)備的要求較高,因此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量切削熱對設(shè)備磨損較為嚴重。


廣東液晶行業(yè)用碳纖維種類有哪些生產(chǎn)廠家碳纖維和它的復合材料具有高比強、高比模、耐疲勞、抗蠕變、耐高溫、耐腐蝕、耐磨損、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)異性能。

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就拿碳纖維和我們常見的鋼材來說,碳纖維的強度在 400 到 800 兆帕左右,而普通鋼材的強度為 200 到 500 兆帕。再來看韌性,碳纖維和鋼材基本類似,沒有明顯的區(qū)別。

碳纖維具有更高的強度,更輕的重量,所以說碳纖維在新材料中有著非常重要的地位。正因為這種優(yōu)勢,碳纖維增強復合材料(CFRP)在加工過程中,基體和纖維存在較為復雜的內(nèi)部相互作用,使其物理特性與金屬有較大區(qū)別,CFRP密度遠小于金屬,而強度大于絕大部分金屬。因為 CFRP 的不均勻性,在加工過程中往往會出現(xiàn)纖維拉出或基質(zhì)纖維的脫離;CFRP 具有較高的耐熱性和耐磨性,使其在加工過程中對設(shè)備的要求較高,因此生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量切削熱對設(shè)備磨損較為嚴重。


穩(wěn)定:使用400度加熱氧化的方法使熱塑性PAN線形大分子鏈轉(zhuǎn)化為非塑性耐熱梯形結(jié)構(gòu),使其在高溫下不熔不燃,保持纖維形態(tài),熱力學處于穩(wěn)定狀態(tài)。

碳化:需要在溫度1千到2千度,將PAN中非碳元素驅(qū)除,而后生成含碳量90%以上的具有亂層石墨結(jié)構(gòu)的碳纖維。

石墨化:需要溫度在2千到3千度,將無定型、亂層結(jié)構(gòu)的碳化材料向三維石墨結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化,是提高碳纖維模量的主要技術(shù)措施。

碳纖維從原絲生產(chǎn)工藝到制成品的詳細過程就是由上道原絲生產(chǎn)工藝產(chǎn)出PAN原絲,經(jīng)過送絲架濕熱預牽伸后,由牽伸機器依次傳送到預氧化爐,經(jīng)過數(shù)臺預氧化爐群的不

同梯度的溫度烤化后,形成氧化纖維即預氧絲;預氧絲經(jīng)過中溫、高溫碳化爐后形成碳纖維;碳纖維再經(jīng)過表面處理上漿、干燥等工藝得到碳纖維成品。全過程連續(xù)走絲,

精確控制,任何一道工序出現(xiàn)些許問題都會影響穩(wěn)定生產(chǎn)和碳纖維產(chǎn)品的質(zhì)量。碳纖維生產(chǎn)工藝流程長,技術(shù)關(guān)鍵點多,生產(chǎn)壁壘高,是多學科、多技術(shù)的集成。




石棉摩擦材料主要用于傳統(tǒng)的汽車剎車片,但研究發(fā)現(xiàn),碳纖維復合材料的耐磨性和耐熱性遠優(yōu)于石棉摩擦材料。

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傳統(tǒng)的碳纖維生產(chǎn)過程主要包括纖維紡絲、熱穩(wěn)定化、碳化以及石墨化等環(huán)節(jié),再加上高壓下烘烤分離的樹脂和碳纖維布,一共需要24個小時以上。而鍛造碳纖維的生產(chǎn)耗時則明顯縮短了許多,將切碎的碳纖維絲與樹脂結(jié)合并夾在兩個鋼模之間,然后放在1200-1500psi的壓力下加熱3分鐘就能制造完成。生產(chǎn)周期的大幅縮短意味著鍛造碳纖維的生產(chǎn)成本將大幅降低。還有一個優(yōu)勢,短切碳纖維與樹脂混合后,在高壓的作用下, 它的流動性好,能夠成型復雜結(jié)構(gòu)的零部件。


碳纖維是一種新型的非金屬材料。上海工業(yè)設(shè)備用碳纖維種類齊全

碳纖維槽針床不會受到機器工作溫度升高的影響,導致擦針,有利于提高經(jīng)編機的編織速度。醫(yī)療器械用碳纖維種類不同工藝有何區(qū)別

現(xiàn)代碳纖維工業(yè)化的路線是前驅(qū)纖維炭化工藝法。

制造碳纖維用的原纖維名稱化學組分碳含量、碳纖維收率、黏膠纖維(C6H10O5)n4521~35聚丙烯腈纖維(C3H3N)n6840~55瀝青纖維C,H9580~90

采用這3種原纖維制造炭纖維的流程都包括:穩(wěn)定化處理(在200~400℃空氣,或用耐燃試劑等化學處理),碳化(400~1400℃,氮氣)和石墨化(1800℃以上,氬氣氣氛下)。為了提高炭纖維與復合材料基質(zhì)的粘接性能需進行表面處理、上漿、干燥等工序。

另一種制造碳纖維的方法是氣相生長法。將甲烷與氫的混合氣體在催化劑的存在下,于1000℃高溫下反應,可制得不連續(xù)的短切碳纖維,最大長度可達50 cm。其結(jié)構(gòu)不同于聚丙烯腈基或瀝青基碳纖維,易石墨化,力學性能良好,導電性高,易形成層間化合物。 醫(yī)療器械用碳纖維種類不同工藝有何區(qū)別

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