咸寧碳纖維材料加固-房屋橋梁加固

表面處理后，對纖維進行涂覆以保護它們在纏繞或編織過程中不受損壞。此過程稱為調(diào)整大小。選擇涂層材料使其與用于形成復(fù)合材料的粘合劑兼容。典型的涂料包括環(huán)氧樹脂，聚酯，尼龍，氨基甲酸酯等。

涂覆的纖維纏繞在稱為線軸的圓柱上。將線軸裝入紡紗機中，然后將纖維捻成各種尺寸的紗線。

在碳纖維成為碳纖維之前，它開始是一種基礎(chǔ)材料，通常是一種有機聚合物，其碳原子將一長串稱為聚丙烯腈的分子粘合在一起。對于類似于毛衣和地毯中的丙烯酸材料的材料，這是一個大詞。但是不同于地板和衣服丙烯酸，變成一種比鋼鐵更強更輕的材料的價格更高。每磅起價三歐元的價格聽起來可能過高，但在制造過程中，數(shù)量激增。

看到，要獲得碳纖維的碳部分，原料的一半丙烯酸必須被踢掉。橡樹嶺國家實驗室聚合物基復(fù)合材料小組的鮑勃·諾里斯解釋說：“最終產(chǎn)品的成本將是開始時的兩倍，因為燒掉了一半。" “甚至在不考慮能源和設(shè)備之前，最終產(chǎn)品中的前體成本約為每磅5美元。"

每磅5美元的價格也是使碳纖維進入主流汽車應(yīng)用的魔幻數(shù)字。七個骨頭會起作用，但五個會最大。因此，就目前而言，僅基礎(chǔ)材料就已經(jīng)超出了預(yù)算。

還有更多。迫使丙烯酸酯釋放其非碳原子會耗費巨大的機器和大量的熱量。兩個主要加工步驟中的第一個是氧化穩(wěn)定化。在這里，纖維不斷地通過50-100英尺長的烘箱喂入，從而排出數(shù)百攝氏度范圍內(nèi)的熱量。這個過程需要幾個小時，所以它是一個巨大的能量消耗者。

然后，材料經(jīng)歷所謂的碳化。盡管這里的爐子較短且使用壽命不長，但它們的工作溫度要高得多-我們在開始前的第一步需要約1000攝氏度，然后再進行一輪更高溫度的加熱。那是您甚至不想考慮的電費單。

它并沒有就此結(jié)束。制造商還必須處理在加熱過程中不會殘留的丙烯酸。需要處理廢氣，以免污染環(huán)境。綠色并不便宜。諾里斯說：“這涉及很多能源，很多房地產(chǎn)和很多大型設(shè)備。" 那只是在制造單個纖維本身。

讓我們花點時間討論一下我們在制造過程中的位置以及我們試圖達到的位置。當(dāng)您想到碳纖維時，會想到那種看起來棒極，堅硬，超輕，有光澤的面板，并且具有可見的組織，對嗎？好吧，我們剛剛完成了工作。我們?nèi)匀恍枰獙⑺鼈兣帕谐梢粋€網(wǎng)格，利用該材料的單向強度并將它們粘合在一起。

給織造產(chǎn)品釘釘意味著確保所有股線都在拉扯其重量。

碳纖維制造商Toho Tenax America 總裁Rob Klawonn解釋說：“您必須擔(dān)心纖維是平行的并且都被均勻拉伸。" 晶格中的波浪形線束會在直纖維上施加額外的應(yīng)力，而該直束線最終會先斷裂。為了彌補編織不的可能性，制造商可能會將已經(jīng)很昂貴的纖維多穿進必要的百分之十。

單獨地，股線并不是制造商需要的強項。它們是鋼筋一樣的鋼筋混凝土。目前，碳纖維可與熱固性樹脂一起使用。它們共同構(gòu)成了一種復(fù)合材料，可以將其加工成某種形狀。問題在于，一旦樹脂在高壓釜中成型并固化，就無法在不擰緊產(chǎn)品結(jié)構(gòu)完整性的情況下改變其形狀。一個小錯誤意味著很多浪費和時間?？紤]到汽車行業(yè)沖壓車身板的速度，熱固性需要一個多小時，這是一個很長的時間。

因此，碳纖維不僅僅需要一個天才的修理就可以進入較低的價格等級，還需要對整個系統(tǒng)進行大修。就像任何能提供豐厚財務(wù)回報的東西一樣，這個行業(yè)也正在努力。

例如，那些毛衣類型的丙烯酸樹脂可能會代替制造商現(xiàn)在使用的丙烯酸樹脂。諾里斯說：“設(shè)備的專業(yè)性較差，因此可以將前體成本降低20％至30％。" 他們還檢查了木質(zhì)等可再生碳纖維原料，例如木質(zhì)素，而不是目前的石油基原料。

替代的轉(zhuǎn)換過程（即將熱交換為等離子加熱）也可以降低成本。“它減少了時間，因為您不必加熱整個爐子；您可以產(chǎn)生等離子體來包圍燈絲，" Norris解釋說。

科學(xué)家們還沒有*確定使碳纖維與熱塑性樹脂一起使用的化學(xué)過程。但是，一旦這樣做，Toho Tenax America的Klawonn預(yù)計轉(zhuǎn)換過程中的成本將降低60-70％。最大的變化是熱塑性塑料快速凝固并且可以熔化和重熔，從而在出現(xiàn)錯誤時減少浪費。

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