Sợi carbon được tạo ra như thế nào?
Sợi carbon được coi là vật liệu mơ ước của mọi kỹ sư vì nó nhẹ trong khi cực kỳ bền. Nó bao gồm hàng ngàn chuỗi song song. Những sợi này có thể được xoắn hoặc dệt thành vật liệu tổng hợp sợi carbon. Sợi carbon là một vật liệu cực kỳ quý giá vì nó cứng hơn thép gấp 5 lần.

Để sản xuất sợi carbon, sợi PAN nhựa được sử dụng. Nó bao gồm hàng ngàn sợi mỏng hơn sợi tóc người. Họ biến đổi nó về mặt hóa học để tạo thành các chuỗi nguyên tử carbon, từ đó được sử dụng trong sản phẩm cuối cùng. Có những loại máy đặc biệt có thể sắp xếp hàng nghìn sợi này. Sau máy, các sợi đi qua lò oxy hóa trong vài phút.

Nhiệt độ trong lò khoảng 480 độ F. Do nhiệt độ này, các sợi hấp thụ các phân tử oxy từ không khí. Quá trình này sắp xếp lại cấu trúc nguyên tử của sợi, khiến chúng có khả năng chịu nhiệt. Khi các sợi bị oxy hóa, chúng đổi màu và chuyển sang màu đen. Sau quá trình oxy hóa, chúng đã sẵn sàng cho quá trình tiếp theo, cacbon hóa.

Các sợi được làm nóng trong hỗn hợp khí không có oxy. Do quá trình này, các nguyên tử phi carbon bị trục xuất. Các nguyên tử carbon còn lại chuyển thành các tinh thể liên kết chặt chẽ chạy song song với chiều dài của sợi. Đây là nơi vật liệu đạt được sức mạnh của nó. Sau đó, các sợi này được chạy qua bể nước tích điện có các cạnh của bề mặt sợi để chúng hấp thụ nhựa tốt hơn.

Tiếp theo, một lớp sơn lót nhẹ bằng nhựa được phủ lên để tăng cường liên kết hóa học của các sợi với nhựa đúc. Sau quá trình này, các sợi được dệt thành vải sợi carbon hoặc trộn với nhựa để tạo thành sản phẩm. Nó có thể là một cuộn các sợi liên tục, vải dệt thoi từ các sợi có lưới và các sản phẩm chuẩn bị sẵn, bán thành phẩm đã sẵn sàng để sử dụng. Việc sử dụng prepreg phổ biến trên toàn thế giới.

Nhựa này là một công thức của nhựa epoxy với chất làm cứng dạng bột và chất tăng tốc. Công nhân đổ nhựa vào máy phim, in nhựa thành một lớp mỏng và ướt lên giấy. Đồng thời, một máy khác tổ chức 200 đến 300 sợi carbon thành mạng lưới sợi carbon. Độ dày của web xác định độ dày của prepreg.

Thông thường, hai cuộn giấy tráng nhựa được gắn trên máy tẩm nhựa. Bộ phận làm nóng làm nóng web khi nó đi vào để tạo điều kiện cho nhựa hấp thụ. Sau đó, lưới sợi carbon nóng được kẹp giữa hai tờ giấy tráng nhựa. Nhờ các con lăn được gia nhiệt ở áp suất cao, nhựa thấm vào hàng triệu sợi carbon.

Khi nó nguội đi, nhựa lỏng biến thành gel để ở trạm tiếp theo, giấy có thể được gỡ bỏ. Ở trạm tiếp theo, mặt trên của tấm chuẩn bị được phủ một lớp phim Mylar. Sau đó, tấm được quấn thành cuộn. Trong phòng thí nghiệm của nhà máy, các kỹ thuật viên thực hiện các bài kiểm tra kiểm soát chất lượng trên các mẫu chuẩn bị. Thử nghiệm như vậy đảm bảo rằng sợi carbon có độ bền, độ bền và khả năng chịu nhiệt tối ưu.

Không cần phải nói, các nhà sản xuất trên khắp thế giới sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau vốn là bí mật của công ty, nhưng nói chung, quy trình sản xuất sợi carbon nói trên là quy trình mà mọi người đều tuân theo.