Sep 18, 2024 پیام بگذارید

فیبر کربن: تاریخچه یک ماده مدرن

What is the current status of carbon fiber processing technology?

چیزی که معمولاً به عنوان "الیاف کربن" در واقعیت شناخته می شود، پلیمر تقویت شده با الیاف کربن (CFRP)، یک ماده کامپوزیتی که معمولاً از یک ورق آغشته به اپوکسی از پارچه بافته شده با رشته کربن تشکیل شده است که لایه لایه می شود، به یک قالب تبدیل می شود و سپس در آن پخت می شود. یک کوره در شرایط خلاء اجزای ساخته شده از مواد حاصل از این فرآیند بسیار سبک وزن و فوق العاده سفت با نسبت مقاومت به وزن عالی هستند.

 

الیاف منفرد در فیبر کربن مدرن عمدتاً از محصولات فرعی نفتی تشکیل شده‌اند، با توسعه الیاف کربن خالص و کریستالی که این ماده چگونه بالغ شد و بعداً صنعتی شد. اولین بار در اواخر سال 19 سنتز شدهفتمو اوایل 20هفتمقرن ها، از جمله توسط توماس ادیسون برای استفاده به عنوان رشته های سبک، این تلاش های اولیه ناموفق بودند، زیرا خلوص پایینی داشتند. در اوایل دهه 1960 بود که شیمیدانان ژاپنی و آمریکایی توانستند الیافی با خلوص مناسب برای استفاده به عنوان تقویت کننده در کامپوزیت ها تولید کنند.

پس از سرمایه گذاری قابل توجه توسط Royal Aircraft Establishment، بخشی از وزارت دفاع بریتانیا، اولین قطعات کامپوزیت کربن تولید شده به صورت صنعتی با ادغام یک مجموعه فن کمپرسور کامپوزیت کربن در رولزرویس کانوی و RB ارائه شد-211 موتورهای جت در اواخر دهه 1960. در طول دهه 1970، مواد با بهبود کیفیت رشته ها و چسب ها به بلوغ بیشتری رسیدند و در اوایل دهه 1980 ورزش های موتوری به بستر آزمایش دیگری برای مواد کامپوزیت کربن تبدیل شدند.

 

موتور جت رولز رویس کانوی برای هواپیمای Vickers VC{0}} طراحی شده است

مک لارن MP4/1 که برای قهرمانی فرمول 1 در سال 1981 معرفی شد، یک خودروی مسابقه ای اولیه با شاسی کاملاً کامپوزیت کربنی بود. مشابه ماهیت پرفورمنس هوافضا، ورزش‌های موتوری با کاهش وزن بدون به خطر انداختن قدرت و استحکام، از مزیت رقابتی مک لارن و قبل از اینکه کامپوزیت‌های کربنی طولانی در تمام انواع مسابقات رایج باشد، از کامپوزیت‌ها سود بردند.

 

در دهه 1990، تولید قطعات کامپوزیت کربن حتی بزرگتر امکان پذیر شد و به کاهش وزن در هواپیمای جدید بوئینگ، 777 کمک کرد. در بدنه عقب، روکش موتور، سطوح کنترلی و تیرهای کف استفاده می شود. علاوه بر صرفه جویی در وزن، این قطعات کامپوزیتی جدید مقاوم در برابر خوردگی و خستگی بودند که به صرفه جویی در تعمیر و نگهداری نسبت به آلومینیوم استاندارد صنعتی قدیمی کمک کرد.

 

در سال 2007، بوئینگ 787 دریم لاینر انقلابی را معرفی کرد که شاهد افزایش گسترده استفاده از کامپوزیت ها بود که اکنون تا 50 درصد وزنی را تجربه می کند. با توجه به توانایی بوئینگ در تولید قطعات کامپوزیت کربنی بزرگ، بدنه 787 از سه بخش بزرگ تک لایه تشکیل شده است که سپس در هنگام مونتاژ جفت می شوند. علاوه بر این، بال‌های 787 عمدتاً از کامپوزیت‌های کربنی تشکیل شده‌اند که شکل‌پذیری مواد به انعطاف‌پذیری بال‌های نمادین هواپیما کمک می‌کند.

ارسال درخواست

whatsapp

تلفن

ایمیل

پرس و جو