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独特的尖端碳纤维研究设施碳联系上周在吉朗的迪金大学正式开业。它设有实验室,试验量表碳纤维线和较小的单脚架研究线。
但是,让研究人员和投资者如此兴奋的碳纤维是什么?
碳纤维可以由多种起始材料制成,包括煤焦油“俯仰”(石油蒸馏的侧面产品)和人造丝,但大多数商用碳纤维都是由称为聚丙烯硝基烯或的聚合物制成的平底锅。
潘(Pan丙烯腈),然后将其与溶液中的催化剂混合。在短时间内,构建块开始加入,形成长链白色聚合物。然后,这些系统由滚筒系统收集,该系统将纤维带到生产线上。
纤维通过一系列的洗涤,拉伸,放松和干燥的步骤,同时进行了一个长而连续的束。结果是一条令人难以置信的白色锅纤维长1,500m至3,000m的线轴。
然后,通过将线轴通过三个不同的烤箱喂食,将此锅纤维转换为碳纤维。高温处理在纤维的化学中起着非常特殊的作用。
PAN具有碳,氮,氧和氢原子的混合物,这会产生柔性且弹性的纤维,但是为了达到最终碳纤维的高强度性能,所有非碳原子都必须去除。
由于线轴是解开的,并且锅纤维在严格控制的压力和温度下穿过烤箱,热能会导致纤维中的碳原子连接在一起,所有其他原子随着气体而蒸发。正是这些连接的碳原子的长链,使碳纤维具有令人难以置信的强度。
该过程中的最后一步(涉及在薄薄的树脂上绘画的氧化和“尺寸”)具有双重目的是改善纤维在复合材料中的性能,并帮助它们粘在一起,以便可以轻松地编织到碳纤维垫中。
纤维中的力量
碳纤维复合材料是覆盖在硬聚合物树脂中的编织碳纤维,越来越多地在各种行业中使用。
在航空航天,汽车,油气和天然气中,它们正在取代传统材料,例如钢和铝。
碳纤维复合材料成为新材料技术的最前沿的原因是它们的重量比,使其与钢一样强,而重量只有一小部分。通过更改聚合物基质和碳层的类型,它们可以在耐用性方面胜过钢或铝。
这种耐用,坚固和轻巧的材料已经为自行车和高尔夫球俱乐部等体育设备做出了重大贡献。
与Waurn Ponds校园的碳Nexus一起碳革命它为由一块模制碳纤维制成的高性能汽车生产了世界上第一个高性能汽车的高性能车轮。
(新的生产设施已导致投资与本地和国际业务合作,创造了2380万美元,创造了150个工作岗位。
由于碳纤维在用硬树脂层覆盖之前将其编织成柔性垫子,因此很容易将其塑造成复杂的形状。 Carbon Revolution使用特殊的技术将碳纤维塑造成坚固的轮子,然后用树脂覆盖并固化以提供最终产品。
在燃油效率方面也有很大的影响。碳纤维复合材料占50%波音的787 Dreamliner,有助于提高燃油经济性和减少温室气体排放的20%。
预计全球碳纤维需求将以每年13-17%的速度增加,碳纤维增强复合材料的市场为预测从2012年的140亿美元增加到2020年的360亿美元。
碳纤维具有许多其他应用可能不太明显的应用。甚至已经使用了碳纤维条来增加负载能力西门大桥在墨尔本。
碳纤维复合材料在未来技术中的价值和潜力引起了全世界对碳纤维研究的兴趣。进行的新研究重点是低成本纤维,高性能纤维,表面处理和高级复合制造,以制造下一代材料。
澳大利亚有很大的机会参加这个快速发展的行业,许多澳大利亚公司成功地这样做的许多公司已经包括QuickStep Technologies,Morand,CST Composites和Carbon Revolution。
Linden Servinis获得了澳大利亚未来纤维研究与创新中心的资金。
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