Vorbereitung der Kohlenstofffaser

Vorbereitung der Kohlenstofffaser

Kohlenstofffasern können mit Polyacrylnitrilfasern, Asphaltfasern, Viskosefasern bzw. Phenolfasern karbonisiert werden. Sie werden nach ihrem Zustand in lange Filamente, kurze Heizrohrfasern und kurz geschnittene Fasern unterteilt. Nach den mechanischen Eigenschaften werden sie in Allzweck- und Hochleistungstypen unterteilt. Die universelle Kohlenstofffaser hat eine Festigkeit von 1000 Megapascal (MPa) und einen Modul von etwa 100 GPa. Hochleistungskohlenstofffasern werden weiter in hochfeste Typen (Festigkeit 2000 MPa, Modul 250 GPa) und hochmodulige Typen (Modul über 300 GPa) unterteilt. Typen mit einer Festigkeit von mehr als 4000 MPa werden auch als ultrahochfeste Typen bezeichnet. Ein Modul von mehr als 450 GPa wird als hochfestes Modell bezeichnet. Mit der Entwicklung der Luft- und Raumfahrtindustrie sind auch hochfeste und dehnbare Kohlenstofffasern mit einer Dehnungsrate von mehr als 2 % entstanden. Am häufigsten wird Kohlenstofffaser auf Polyacrylnitril-PAN-Basis verwendet. Derzeit sind die am häufigsten verwendeten Kohlenstofffasern Polyacrylnitril-Kohlenstofffaser und Asphalt-Kohlenstofffaser. Die Herstellung von Kohlenstofffasern umfasst vier Prozesse: Faserspinnen, thermische Stabilisierung (Voroxidation), Karbonisierung und Graphiterhitzung. Die damit einhergehenden chemischen Veränderungen umfassen Dehydrierung, Zyklisierung, Voroxidation, Oxidation und Desoxygenierung.

1. Leckstrom: Der Leckstrom bei Betriebstemperatur und der Leckstromwert nach Wasserdruck- und Dichtungsprüfung dürfen 0,4 Milliampere pro Kilowatt nicht überschreiten.

2. Elektrische Festigkeit:

Im kalten Zustand sollte das Bauteil einer AC2000V-Bestromung mit einem eingestellten Strom von 0,3mA für 1 Minute standhalten können, ohne dass es zu Durchschlägen oder Flackererscheinungen kommt.

Bei Betriebstemperatur sollte die Komponente 1 Minute lang AC 1250 V bei einem eingestellten Strom von 2 mA ohne Ausfall oder Flackern standhalten können.

Nach der Durchführung eines Trockenbrenntests sollte die Komponente 1800 V Wechselstrom und einem eingestellten Strom von 5 mA standhalten und 3 Minuten lang ohne Ausfall oder Blinken funktionieren.

3. Gleichmäßigkeit des Heizelements: Der Heizteil des Bauteils sollte gleichmäßig sein und seine Oberflächentemperaturabweichung sollte ± 10 % nicht überschreiten. Die symmetrische Abweichung der Länge des herausgeführten Stabs des Heizrohrs im Rohr sollte weniger als 2 mm betragen.

4. Isolationswiderstand: Er sollte im kalten Zustand größer als 50 Megaohm und im heißen Zustand nicht kleiner als 2 Megaohm sein.

5. Nennleistungsabweichung des Heizrohrs: Leistungsabweichungsbereich des fertigen Produkts +3 % -6 %.

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