Varför kolfiberfilt blir det föredragna valet för högpresterande material inom olika områden
Kolfiber filt , med sina sammansatta egenskaper med lätt vikt, hög temperaturmotstånd och hög styrka, har blivit ett viktigt alternativ till traditionella material i miljöskydd, energi, flyg- och andra fält. Dess kärnfördelar härrör från dess unika struktur och sammansättning: ett poröst nätverk som bildas av oordningliga sammanvävda kolfibrer behåller inte bara den höga styrkan hos kolfibrer själva (draghållfasthet upp till 3000MPa eller mer) utan har också utmärkt luftpermeabilitet och adsorption på grund av dess porositet (vanligtvis 40%-80%). När det gäller vikt har kolfiberfilt en täthet på endast 1,6-2,0 g/cm³, mindre än en fjärdedel av stålet, men det kan tåla temperaturer över 2000 ℃, vilket långt överstiger värmemotståndsgränsen för metallmaterial. Denna egenskap gör att den är lämplig för högtemperaturfiltreringsapplikationer (såsom industriell ugnsrökgasbehandling), där den kan tolerera höga rökgastemperaturer medan man avlyssnar partiklar genom dess porösa struktur. I energisektorn, när den används som batterelektrodsubstrat, kan det samtidigt tillgodose behoven av konduktivitet och elektrolytpermeabilitet. Dessutom uppvisar kolfiberkänt extremt stark kemisk stabilitet och reagerar knappast med syror eller alkalier utom för några starka oxidanter, vilket gör den lämplig för långvarig användning i frätande miljöer. Jämfört med alternativa material som glasfiberfilt har det bättre trötthetsresistens och är mindre benägna att förbränna och sprida efter upprepad stress, vilket innebär en ofördelbar position i avancerade applikationer som kräver både prestanda och livslängd.
Effektivitetstestning och applicering av kolfiber som filtrering av kolfiber i högtemperatur
I högtemperatur rökfiltreringsscenarier såsom industrikar och förbränning av avfall, måste filtreringseffektiviteten och stabiliteten hos kolfiber verifieras genom standardiserade tester. En vanligt förekommande testmetod är "högtemperatur rökgas-simuleringsexperiment": fixa ett 5-10 mm tjockt kolfiberfiltprov i en filtreringsanordning, introducera simulerad rökgas som innehåller partiklar med en diameter på 0,1-10μm (temperatur inställd på 800-1200 ℃, flödeshastighet 1,5-2M/s) och mäter partikelkoncentrationen före och efter filtrering efter 24 timmars kontinuerlig FILTURATION. Den kvalificerade standarden är att filtreringseffektiviteten för partiklar som är större än 0,3 um är ≥99%, och ökningen av filtreringsresistensen inte överstiger 30% av initialvärdet. I praktiska tillämpningar måste behandlingsmetoder väljas enligt rökgaskompositionen: För rökgas som innehåller sura gaser (såsom svavelsyradimma) bör silanbehandlad kolfiber anses användas för att förbättra korrosionsbeständighet genom ytmodifiering; För scenarier som innehåller oljiga partiklar bör filtkroppen behandlas med en hydrofob beläggning för att undvika porblockering. Under installationen måste kolfiberkänningen göras till veckade filterpåsar för att öka filtreringsområdet samtidigt som luftmotståndet minskar, med ett 10-15 cm avstånd mellan filterpåsar för att säkerställa enhetlig passage av rökgas. Under användning bör hög temperatur ryggstädning (med 200-300 ℃ tryckluft för omvänd rensning) utföras var 3-6 månad för att avlägsna partiklar fästa vid ytan och bibehålla stabiliteten i filtreringseffektiviteten.
Jämförande analys av korrosionsmotståndet mellan kolfiberfilt och glasfiber
Skillnaden i korrosionsbeständighet mellan kolfiberfilt och glasfiberfilt återspeglas huvudsakligen i kemisk stabilitet och miljöanpassningsförmåga, och urvalet bör baseras på de medelstora egenskaperna hos användningsscenariot. I sura miljöer (såsom industriell avloppsbehandling med pH 2-4) visar kolfiberfilt betydande fördelar: dess huvudkomponent är kol, som har stark kemisk inerthet. När i långvarig kontakt med icke-oxiderande syror såsom saltsyra och svavelsyra är viktminskningsgraden mindre än 1% per år, medan glasfiber kändes (som innehåller kiseldioxid) kommer att korroderas med syra på grund av kisel-syre-bindningen, med en viktminskningsgrad på 5% -8% per år, och ytan kommer att visa sig. I alkaliska miljöer (såsom rökgasavvakningssystem med pH 10-12) är korrosionsmotståndet för de två relativt lika, men kolfiberkänningen har bättre anti-omgivningsförmåga-Glasfiberkänning kommer gradvis att förlora tuffhet under den långsiktiga åtgärden för stark alkali och är benägen att frakturera under yttre kraft, medan den mekaniska egenskapen kommer att tappa tuffhet under den långsiktiga verksamheten av starka alkali och är benägna att frakturera under yttre kraft, medan den mekaniska egenskapen retterna är mer än koldioxid. För miljöer som innehåller fluorider (såsom avfallsgasbehandling i aluminiumväxtenelektrolytiska celler) är toleransen för kolfiberkänt mycket överlägsen den för glasfiberfilt, eftersom fluoridjoner kommer att reagera med kisel i glas för att bilda kiselfluoridgas, vilket leder till materialnedbrytning, medan kolfiber inte reagerar med den. Dessutom påverkas kolfiberkänningen knappast i organiska lösningsmedel (såsom toluen och aceton), medan hartsbeläggningen av glasfiberkände kan upplösas, vilket resulterar i lös struktur.
Nyckelpunkter i bearbetning och skärning av teknik för kolfiberfilt batterelektrodsubstrat
Vid bearbetning av kolfiberfilt i batterelektrodsubstrat påverkar du noggrannhet och ytbehandling direkt elektrodprestanda, vilket kräver strikt kontroll av processinformation. Innan skärning av kolfiber måste förbehandlas: lägg den platt i en miljö med en temperatur på 20-25 ℃ och fuktigheten på 40% -60% under 24 timmar för att eliminera inre stress i materialet och undvika vridning efter skärning. Laserskärningsmaskiner bör användas för skärning, med laserkraft inställd på 50-80W och skärhastighet 50-100mm/s. Denna metod kan undvika kantfiberutgjutning orsakad av mekanisk skärning, och samtidigt smältes skärkanten omedelbart med hög temperatur för att bilda en slät förseglad kant, vilket minskar fiberförrörningsutgjutningen vid efterföljande användning. Skärstorleksfelet ska styras inom ± 0,1 mm, särskilt för underlag som används i laminerade batterier. Överdriven storleksavvikelse kommer att leda till dålig elektrodinriktning och påverkar avgiftsavgiften. Efter skärning krävs ytaktiveringsbehandling: blötlägg den kolfiber som filt i 5% -10% salpetersyralösning, behandlar den vid 60 ℃ i 2 timmar, ta ut den och skölj den med avjoniserat vatten tills det är neutralt. Efter torkning kan antalet ythydroxylgrupper ökas med mer än 30%, vilket förbättrar bindningskraften med elektrodaktiva material. Det behandlade underlaget bör beläggas med elektroder inom 48 timmar för att undvika nedbrytning av ytaktivitet på grund av långvarig exponering.
Påverka lagen om kolfiberkände isoleringsskikttjocklek på värmeisoleringseffekt
När kolfiberfilt används som isoleringsskiktet för hög temperaturutrustning är förhållandet mellan dess tjocklek och termisk isoleringseffekt icke-linjär och den måste vara vetenskapligt utformad enligt utrustningens arbetstemperatur. Inom intervallet från rumstemperatur till 500 ℃ förbättras den termiska isoleringseffekten signifikant med ökningen av tjockleken: när tjockleken ökar från 5 mm till 20 mm, minskar värmeledningsförmågan från 0,05W/(m · k) till 0,02W/(m · k) och den termiska isoleringsprestandan ökar med 60%, eftersom ökningen av den ökade tjockleken sträcker sig och värmets värmeledningsväg och värmeledningen och värmen. Värmen och värmen. När temperaturen överstiger 800 ℃, påverkar påverkan av tjocklek på den termiska isoleringseffekten-när man ökar från 20 mm till 30 mm, minskar värmeledningsförmågan med endast 5%-8%, eftersom värmestrålningen blir det huvudsakliga värmeöverföringsläget vid höga temperaturer och helt enkelt ökar tjockleken har en begränsad effekt på att minska strålningsvärmeöverföringen. I praktiska tillämpningar måste kompositstrukturer väljas enligt arbetstemperaturen: ett enda lager kolfiberkända kan användas under 500 ℃, med en tjocklek av 10-15 mm; För 800-1200 ℃ krävs en sammansatt struktur av "kolfiberkänt reflekterande skikt", det vill säga varje 10 mm kolfiber är matchad med ett aluminiumfolie reflekterande skikt, som använder det reflekterande skiktet för att blockera värmestrålning. För närvarande kan den totala tjockleken som styrs vid 20-25 mm uppnå den perfekta effekten, och överdriven tjocklek kommer att öka utrustningen. Under installationen är det nödvändigt att säkerställa att isoleringsskiktet är sömlöst, med 5-10 mm överlappning vid lederna och fixeras med högtemperaturresistenta gängstygn för att förhindra att varm luft tränger igenom luckorna.
Implementeringsmetoder för att förbättra styrkan hos kolfiber som känns genom kemisk behandling
För att förbättra styrkan hos kolfiber som känns genom kemisk behandling, är det nödvändigt att anta en impregnering-härdningsprocess för att stärka den övergripande strukturen och syftar till den svaga bindningskraften mellan dess fibrer. A commonly used method is resin impregnation treatment: select high-temperature resistant epoxy resin (temperature resistance ≥200℃), mix it with curing agent at a ratio of 10:1, add an appropriate amount of acetone to dilute to a viscosity of 500-800mPa·s, completely immerse the carbon fiber felt in it, and defoam in a vacuum environment (-0.09MPa) for 30 minutes to ensure att hartset helt tränger in i porerna. Ta ut den och pressa den med en rulle för att kontrollera hartsinnehållet till 30% -40% av filtvikten (överskottet kommer att öka vikten, medan otillräcklig kommer att begränsa den förstärkande effekten), så att resinnet i en ugn vid 120 ℃ för 1 timme, och värmas sedan till 180 ℃ för att härda i 2 timmar, så att hartset bildar en tre-dimensionell struktur till tätning av kolhalten. Efter denna behandling kan draghållfastheten hos kolfiberens filt ökas med 50%-80%och tårmotståndet förbättras mer betydligt. För scenarier som kräver högre styrka kan koldioxan nanorörs modifieringsbehandling användas: blötlägg den kolfiber som filtiseras i en kol nanorörspridning (koncentration 0,5%-1%), utför ultraljudsbehandling i 30 minuter för att få kolananorören att följa fiberytan, och karboniseras sedan 800 ℃ under 1 timme under skyddet av inerta gas. Kolananorör kommer att bilda en "överbryggande" struktur mellan fibrer, vilket ytterligare förbättrar styrkan samtidigt som materialets högtemperaturmotstånd. Den behandlade kolfiberkänningen måste genomgå styrkaprovning för att säkerställa att draghållfastheten är ≥50MPA, och uppfyller de strukturella lagerkraven.
Tidigare
