ნახშირბადის ბოჭკოვანი: ნახშირბადის ბოჭკოს წარმოების ტექნოლოგია რუსეთში, ბოთლი და იატაკქვეშა გათბობა ნახშირბადის ბოჭკოებით, ნახშირბადის ბოჭკოს სიმკვრივე და მახასიათებლები

2024 ავტორი: Beatrice Philips | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-09 13:29

ნახშირბადის ბოჭკოს შესახებ ყველაფერი ძალიან მნიშვნელოვანია ყველა თანამედროვე ადამიანისთვის. რუსეთში ნახშირბადის წარმოების ტექნოლოგიის გაგება, ნახშირბადის ბოჭკოს სიმკვრივე და სხვა მახასიათებლები, უფრო ადვილი იქნება მისი გამოყენების სფეროს გაგება და სწორი არჩევანის გაკეთება. გარდა ამისა, თქვენ უნდა გაარკვიოთ ყველაფერი ნახშირბადის ბოჭკოებით შედუღების და იატაკის გათბობის შესახებ, ამ პროდუქტის უცხოელი მწარმოებლების შესახებ და გამოყენების სხვადასხვა სფეროების შესახებ.

თავისებურებანი

სახელები ნახშირბადის ბოჭკოვანი და ნახშირბადის ბოჭკოვანი, და არაერთ წყაროში ასევე ნახშირბადის ბოჭკოვანი, ძალიან გავრცელებულია. მაგრამ ამ მასალების ფაქტობრივი მახასიათებლების იდეა და მათი გამოყენების შესაძლებლობები ბევრი ადამიანისთვის სრულიად განსხვავებულია. ტექნიკური თვალსაზრისით, ეს მასალა იკრიბება ძაფებიდან, რომლის განივი მონაკვეთია არანაკლებ 5 და არაუმეტეს 15 მიკრონი … თითქმის ყველა შემადგენლობა ნახშირბადის ატომებისგან შედგება - აქედან მოდის სახელი. თავად ეს ატომები დაჯგუფებულია მკვეთრ კრისტალებად, რომლებიც ქმნიან პარალელურ ხაზებს.

ეს დიზაინი უზრუნველყოფს ძალიან მაღალი tensile ძალა. ნახშირბადის ბოჭკოვანი არ არის სრულიად ახალი გამოგონება . მსგავსი მასალის პირველი ნიმუშები მიიღო და გამოიყენა ედისონმა. მოგვიანებით, მეოცე საუკუნის შუა ხანებში, ნახშირბადის ბოჭკოვმა განიცადა რენესანსი - და მას შემდეგ მისი გამოყენება სტაბილურად გაიზარდა.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი მზადდება საკმაოდ განსხვავებული ნედლეულისგან - და ამიტომ მისი თვისებები შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს.

შემადგენლობა და ფიზიკური თვისებები

ნახშირბადის ბოჭკოს მახასიათებლებს შორის უმნიშვნელოვანესი რჩება მისი განსაკუთრებული სითბოს წინააღმდეგობა … მაშინაც კი, თუ ნივთიერება თბება 1600 - 2000 გრადუსამდე, მაშინ გარემოში ჟანგბადის არარსებობის შემთხვევაში მისი პარამეტრები არ შეიცვლება. ამ მასალის სიმკვრივე ჩვეულებრივთან ერთად ასევე წრფივია (იზომება ე.წ. ტექსში). 600 tex ხაზოვანი სიმკვრივით, ქსელის 1 კმ მასა იქნება 600 გ. ხშირ შემთხვევაში, მასალის ელასტიური მოდული, ან, როგორც ამბობენ, იანგის მოდული, ასევე კრიტიკულად მნიშვნელოვანია.

მაღალი სიმტკიცის ბოჭკოსთვის ეს მაჩვენებელი 200-დან 250 გპა-მდეა. მაღალი მოდულის ნახშირბადის ბოჭკოს, რომელიც დამზადებულია PAN– ის საფუძველზე, აქვს ელასტიური მოდული დაახლოებით 400 GPa. თხევადი ბროლის ხსნარებისთვის, ეს პარამეტრი შეიძლება განსხვავდებოდეს 400 -დან 700 გპა -მდე. ელასტიური მოდული გამოითვლება მისი ღირებულების შეფასების საფუძველზე, როდესაც ცალკეული გრაფიტის კრისტალები იჭიმება. ატომური სიბრტყეების ორიენტაცია დადგენილია რენტგენის დიფრაქციული ანალიზის გამოყენებით.

ნაგულისხმევი ზედაპირული დაძაბულობაა 0.86 ნ / მ. მასალის დამუშავებისას ლითონ-კომპოზიტური ბოჭკოს მისაღებად, ეს მაჩვენებელი იზრდება 1.0 ნ / მ-მდე . კაპილარული აღმართის მეთოდით გაზომვა ხელს უწყობს შესაბამისი პარამეტრის დადგენას. ნავთობის მოედნებზე დაფუძნებული ბოჭკოების დნობის ტემპერატურა 200 გრადუსია. დატრიალება ხდება დაახლოებით 250 გრადუსზე; სხვა ტიპის ბოჭკოების დნობის წერტილი პირდაპირ დამოკიდებულია მათ შემადგენლობაზე.

ნახშირბადის ქსოვილის მაქსიმალური სიგანე დამოკიდებულია ტექნოლოგიურ მოთხოვნებსა და ნიუანსებზე. მრავალი მწარმოებლისთვის ეს არის 100 ან 125 სმ. რაც შეეხება ღერძულ ძალას, ის უდრის:

• 3000-დან 3500 მპა-მდე PAN- ზე დაფუძნებული მაღალი სიმტკიცის პროდუქტებისთვის;
• ბოჭკოებისთვის მნიშვნელოვანი დრეკადობისთვის, მკაცრად 4500 მპა;
• მაღალი მოდულის მასალისთვის 2000-დან 4500 მპა-მდე.

ბროლის სტაბილურობის დაძაბულობის ძალის თეორიული გამოთვლები გისოსის ატომური სიბრტყის მიმართ იძლევა სავარაუდო მნიშვნელობას 180 GPa. მოსალოდნელი პრაქტიკული ლიმიტი არის 100 GPa. თუმცა, ექსპერიმენტებმა ჯერ კიდევ არ დაადასტურეს 20 GPa- ზე მეტი დონის არსებობა.ნახშირბადის ბოჭკოს რეალური სიძლიერე შემოიფარგლება მისი მექანიკური დეფექტებით და წარმოების პროცესის ნიუანსებით. პრაქტიკული კვლევებით დადგენილი 1/10 მმ სიგრძის მონაკვეთის დაძაბულობა იქნება 9 -დან 10 გპა -მდე.

T30 ნახშირბადის ბოჭკოვანი იმსახურებს განსაკუთრებულ ყურადღებას . ეს მასალა ძირითადად გამოიყენება ღეროების წარმოებაში. ეს ხსნარი გამოირჩევა სიმსუბუქით და შესანიშნავი ბალანსით. T30 ინდექსი აღნიშნავს ელასტიურობის მოდულს 30 ტონას.

უფრო რთული წარმოების პროცესები საშუალებას გაძლევთ მიიღოთ T35 დონის პროდუქტი და ა.

წარმოების ტექნოლოგია

ნახშირბადის ბოჭკოვანი შეიძლება დამზადდეს მრავალფეროვანი პოლიმერული ტიპებისგან. დამუშავების რეჟიმი განსაზღვრავს ასეთი მასალის ორ ძირითად ტიპს - ნახშირბადისებრ და გრაფიტიზირებულ ტიპებს. მნიშვნელოვანი განსხვავებაა PAN– დან მიღებულ ბოჭკოსა და სხვადასხვა ტიპის ტიპებს შორის. ხარისხის ნახშირბადის ბოჭკოებს, როგორც მაღალი სიმტკიცის, ასევე მაღალი მოდულის, შეიძლება ჰქონდეთ განსხვავებული დონე სიმტკიცე და მოდული . ჩვეულებრივია მათი მითითება სხვადასხვა ბრენდებზე.

ბოჭკოები დამზადებულია ძაფის ან ნაკრების ფორმატში. ისინი წარმოიქმნება 1000 -დან 10000 -მდე უწყვეტი ძაფით. ამ ბოჭკოებისგან ქსოვილის დამზადებაც შესაძლებელია, ბუდის მსგავსად (ამ შემთხვევაში, ძაფების რაოდენობა კიდევ უფრო მეტია). საწყისი ნედლეული არის არა მხოლოდ უბრალო ბოჭკოები, არამედ თხევადი ბროლის მოედნები, ასევე პოლიაკრილონიტრილი. წარმოების პროცესი გულისხმობს თავდაპირველი ბოჭკოების წარმოებას, შემდეგ კი თბება ჰაერში 200 - 300 გრადუსზე.

PAN– ის შემთხვევაში, ამ პროცესს ეწოდება წინასწარი მკურნალობა ან ხანძარსაწინააღმდეგო გაძლიერება. ასეთი პროცედურის შემდეგ, მოედანი იღებს ისეთ მნიშვნელოვან თვისებას, როგორიც არის ინფუზია. ბოჭკოები ნაწილობრივ იჟანგება. შემდგომი გათბობის რეჟიმი განსაზღვრავს მიეკუთვნებიან თუ არა ისინი კარბონიზირებულ ან გრაფიტიზირებულ ჯგუფს . სამუშაოს დასასრული გულისხმობს ზედაპირის მინიჭებას საჭირო თვისებებს, რის შემდეგაც იგი სრულდება ან ხდება ზომის.

ჰაერში დაჟანგვა ზრდის ცეცხლის წინააღმდეგობას არა მხოლოდ ჟანგვის შედეგად. წვლილი შეაქვს არა მხოლოდ ნაწილობრივ დეჰიდროგენაციას, არამედ ინტერმოლეკულურ კავშირს და სხვა პროცესებს. გარდა ამისა, მცირდება მასალის მგრძნობელობა ნახშირბადის ატომების დნობის და არასტაბილურობის მიმართ. კარბონიზაციას (მაღალი ტემპერატურის ფაზაში) თან ახლავს გაზიფიცირება და ყველა უცხო ატომის გაქცევა.

PAN ბოჭკოები თბება 200 - 300 გრადუსამდე ჰაერის არსებობისას შავდება.

მათი შემდგომი კარბონიზაცია ხორციელდება აზოტის გარემოში 1000 - 1500 გრადუსზე. გათბობის ოპტიმალური დონე, რიგი ტექნოლოგების აზრით, არის 1200 - 1400 გრადუსი . მაღალი მოდულის ბოჭკო უნდა გაცხელდეს დაახლოებით 2500 გრადუსამდე. წინასწარი ეტაპზე, PAN იღებს კიბის მიკროსტრუქტურას. კონდენსაცია ინტრამოლეკულურ დონეზე, რომელსაც თან ახლავს პოლიციკლური არომატული ნივთიერების გამოჩენა, არის „პასუხისმგებელი“მის წარმოქმნაზე.

რაც უფრო იზრდება ტემპერატურა, მით უფრო დიდი იქნება ციკლური ტიპის სტრუქტურა . ტექნოლოგიის მიხედვით გათბობის დამთავრების შემდეგ, მოლეკულების ან არომატული ფრაგმენტების განლაგება ისეთია, რომ ძირითადი ღერძი ბოჭკოვანი ღერძის პარალელური იქნება. დაძაბულობა ხელს უშლის ორიენტაციის ხარისხის დაცემას. სითბოს დამუშავების დროს PAN დაშლის სპეციფიკური მახასიათებლები განისაზღვრება დამყნობილი მონომერების კონცენტრაციით. თითოეული სახის ასეთი ბოჭკოები განსაზღვრავს დამუშავების საწყის პირობებს.

თხევადი კრისტალური ნავთობის მოედანი დიდხანს უნდა იყოს დაცული 350 -დან 400 გრადუსამდე ტემპერატურაზე. ეს რეჟიმი გამოიწვევს პოლიციკლური მოლეკულების კონდენსაციას. მათი მასა იზრდება და თანდათანობით ხდება ერთმანეთთან გამყარება (სფერულიტების წარმოქმნით). თუ გათბობა არ ჩერდება, სფერულიტები იზრდება, მოლეკულური წონა იზრდება და შედეგი არის უწყვეტი თხევადი კრისტალური ფაზის წარმოქმნა . კრისტალები ზოგჯერ ხსნადია ქინოლინში, მაგრამ ჩვეულებრივ ისინი არ იშლება როგორც მასში, ასევე პირიდინში (ეს დამოკიდებულია ტექნოლოგიის ნიუანსებზე).

თხევადი ბროლის მოედანზე მიღებული ბოჭკოები 55 - 65% თხევადი კრისტალებით მიედინება პლასტიკურად.ტრიალი ტარდება 350 - 400 გრადუსზე. უაღრესად ორიენტირებული სტრუქტურა წარმოიქმნება ჰაერის ატმოსფეროში საწყისი გათბობით 200 - 350 გრადუსზე და შემდგომ ინერტულ ატმოსფეროში შენარჩუნებით. Thornel P-55 ბრენდის ბოჭკოები უნდა გაცხელდეს 2000 გრადუსამდე, რაც უფრო მაღალია ელასტიურობის მოდული, მით უფრო მაღალი უნდა იყოს ტემპერატურა.

ბოლო დროს სამეცნიერო და საინჟინრო სამუშაოები სულ უფრო მეტ ყურადღებას აქცევენ ტექნოლოგიას ჰიდროგენიზაციის გამოყენებით. ბოჭკოების საწყისი წარმოება ხშირად ხორციელდება ნახშირის ტარის მოედნის და ნაფთალიური რეზინის ნარევის ჰიდროგენირებით. ამ შემთხვევაში, ტეტრაჰიდროქინოლინი უნდა იყოს . დამუშავების ტემპერატურა 380 - 500 გრადუსია. მყარი ნივთიერებების ამოღება შესაძლებელია ფილტრაციით და ცენტრიფუგით; შემდეგ მოედნები სქელდება მომატებულ ტემპერატურაზე. ნახშირბადის წარმოებისათვის აუცილებელია (ტექნოლოგიიდან გამომდინარე) საკმაოდ მრავალფეროვანი აღჭურვილობა:

• ფენები, რომლებიც ანაწილებენ ვაკუუმს;
• ტუმბოები;
• დალუქვის აღკაზმულობა;
• სამუშაო მაგიდები;
• ხაფანგები;
• გამტარი mesh;
• ვაკუუმური ფილმები;
• წინასწარ მომზადება;
• ავტოკლავები

ბაზრის მიმოხილვა

შემდეგი ნახშირბადის ბოჭკოვანი მწარმოებლები ლიდერობენ გლობალურ ბაზარზე:

• თორნელი, ფორტაფილი და სელიონი (შეერთებული შტატები);
• გრაფილი და მოდმორი (ინგლისი);
• კურეჰა-ლონე და ტორეიკა (იაპონია);
• Cytec Industries;
• ჰექსელი;
• SGL ჯგუფი;
• Toray Industries;
• ზოლტეკი;
• მიცუბიშის რაიონი.

დღეს ნახშირბადი იწარმოება რუსეთში:

• ჩელიაბინსკის ნახშირბადის და კომპოზიციური მასალების ქარხანა;
• ბალაკოვოს ნახშირბადის წარმოება;
• NPK Khimprominzhiniring;
• სარატოვის საწარმო "სტარტი".

პროდუქტები და პროგრამები

ნახშირბადის ბოჭკოვანი გამოიყენება კომპოზიტური გამაგრების დასამზადებლად. ასევე ხშირია მისი გამოყენება მისაღებად:

• ორმხრივი ქსოვილები;
• დიზაინერის ქსოვილები;
• ბიაქსიალური და ოთხკუთხა ქსოვილი;
• ნაქსოვი ქსოვილი;
• ცალმხრივი ლენტი;
• წინასწარ მომზადება;
• გარე გამაგრება;
• ბოჭკოვანი;
• აღკაზმულობა.

საკმაოდ სერიოზული ინოვაციაა ინფრაწითელი თბილი იატაკი . ამ შემთხვევაში, მასალა გამოიყენება ტრადიციული ლითონის მავთულის შემცვლელად. მას შეუძლია წარმოქმნას 3 -ჯერ მეტი სითბო, გარდა ამისა, ენერგიის მოხმარება მცირდება დაახლოებით 50%-ით. მოდელირების რთული ტექნიკის მოყვარულები ხშირად იყენებენ ნახშირბადის მილებს, რომლებიც მიღებულია გრაგნილით. ეს პროდუქტები ასევე მოთხოვნადია მანქანებისა და სხვა აღჭურვილობის მწარმოებლების მიერ. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ხშირად გამოიყენება ხელის მუხრუჭებისთვის, მაგალითად. ასევე, ამ მასალის საფუძველზე მიიღეთ:

• ნაწილები თვითმფრინავების მოდელებისთვის;
• ერთი ცალი გამწოვები;
• ველოსიპედები;
• ნაწილები მანქანებისა და მოტოციკლების დასარეგულირებლად.

ნახშირბადის ქსოვილის პანელები 18% -ით უფრო მკაცრია ვიდრე ალუმინი და 14% -ით მეტი ვიდრე სტრუქტურული ფოლადი … ამ მასალაზე დაფუძნებული სამაჯურები საჭიროა სხვადასხვა პროფილის სპირალური პროდუქტების მილებისა და მილების მისაღებად. ისინი ასევე გამოიყენება გოლფის კლუბების წარმოებისა და შეკეთებისთვის. ასევე აღსანიშნავია მისი გამოყენება. სმარტფონებისათვის და სხვა გაჯეტებისათვის განსაკუთრებით გამძლე ქეისების წარმოებაში . ასეთი პროდუქტები, როგორც წესი, პრემიუმ ხასიათისაა და გააჩნიათ გაძლიერებული დეკორატიული თვისებები.

რაც შეეხება გაფანტულ გრაფიტის ტიპის ფხვნილს, საჭიროა:

• ელექტროგამტარი საფარის მიღებისას;
• სხვადასხვა სახის წებოს გათავისუფლებისას;
• ფორმებისა და ზოგიერთი სხვა ნაწილის გაძლიერებისას.

ნახშირბადის ბოჭკოვანი ბოთლი უკეთესია ვიდრე ტრადიციული ბოთლი მრავალი თვალსაზრისით. ეს კომბინაცია აფასებს ბევრ ექსპერტს პლასტიურობისა და მექანიკური სიმტკიცის გამო. კომპოზიცია შესაფერისია ღრმა დეფექტების დასაფარად. ნახშირბადის წნელები ან წნელები არის ძლიერი, მსუბუქი და გრძელვადიანი. ასეთი მასალა საჭიროა:

• ავიაცია;
• სარაკეტო ინდუსტრია;
• სპორტული აღჭურვილობის გამოშვება.

კარბოქსილის მჟავას მარილების პიროლიზით შესაძლებელია კეტონების და ალდეჰიდების მიღება. ნახშირბადის ბოჭკოს შესანიშნავი თერმული თვისებები საშუალებას აძლევს მას გამოიყენოს გამათბობლებში და გათბობის ბალიშებში. ასეთი გამათბობლები:

• ეკონომიური;
• საიმედო;
• გამოირჩევიან შთამბეჭდავი ეფექტურობით;
• არ გავრცელდეს საშიში რადიაცია;
• შედარებით კომპაქტური;
• სრულყოფილად ავტომატიზირებული;
• მუშაობდა ზედმეტი პრობლემების გარეშე;
• არ გაავრცელოთ ზედმეტი ხმაური.

ნახშირბად-ნახშირბადის კომპოზიტები გამოიყენება წარმოებაში:

• საყრდენები ჯვარედინებისთვის;
• ვიწრო ნაწილები ვაკუუმური დნობის ღუმელებისთვის;
• მილის ნაწილები მათთვის.

განაცხადის დამატებითი სფეროებია:

• ხელნაკეთი დანები;
• ძრავების ფურცლის სარქველის გამოყენება;
• გამოყენება მშენებლობაში.

თანამედროვე მშენებლებმა დიდი ხანია გამოიყენეს ეს მასალა არა მხოლოდ გარე გაძლიერებისათვის. ასევე საჭიროა ქვის სახლებისა და აუზების გამაგრება. წებოვანი გამაგრებითი ფენა აღადგენს ხიდების საყრდენებისა და სხივების თვისებებს. იგი ასევე გამოიყენება სეპტიკური ავზების შექმნისას და ბუნებრივი, ხელოვნური რეზერვუარების ჩარჩოს შექმნისას, კეისონთან და სილოს ორმოსთან მუშაობისას.

თქვენ ასევე შეგიძლიათ შეაკეთოთ ხელსაწყოს სახელურები, დააფიქსიროთ მილები, დააფიქსიროთ ავეჯის ფეხები, შლანგები, სახელურები, აღჭურვილობის ქეისი, ფანჯრის რაფები და PVC ფანჯრები.