Көмүр буласы: Россияда көмүр буласын өндүрүү технологиясы, көмүр буласы менен шыбак жана астын жылытуу, көмүр буласынын тыгыздыгы жана мүнөздөмөсү

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-09 13:32

Көмүр буласы жөнүндө баарын билүү ар бир заманбап адам үчүн абдан маанилүү. Россияда көмүртек өндүрүүнүн технологиясын, көмүр буласынын тыгыздыгын жана башка мүнөздөмөлөрүн түшүнүү менен аны колдонуу чөйрөсүн түшүнүү жана туура тандоо кылуу оңой болот. Мындан тышкары, сиз шыбак жана көмүр буласы менен ылдый жылытуу, бул продукттун чет өлкөлүк өндүрүүчүлөрү жана колдонуунун ар кандай тармактары жөнүндө баарын билишиңиз керек.

Өзгөчөлүктөр

Көмүр буласы жана көмүр буласы, бир катар булактарда көмүр буласы деген аталыштар абдан кеңири таралган. Бирок бул материалдардын чыныгы мүнөздөмөлөрү жана аларды колдонуу мүмкүнчүлүктөрү жөнүндөгү ой көптөгөн адамдар үчүн таптакыр башкача. Техникалык көз караштан алганда, бул материал 5тен кем эмес жана 15 микрондон ашпаган кесилиши бар жиптерден чогултулган … Дээрлик бардык курамы көмүртек атомдорунан турат - ошондуктан аты. Бул атомдордун өзү параллель сызыктарды түзгөн кристаллдарга топтолгон.

Бул дизайн абдан жогорку тартылуу күчүн камсыз кылат. Көмүр буласы таптакыр жаңы ойлоп табуу эмес . Окшош материалдын алгачкы үлгүлөрү Эдисон тарабынан кабыл алынган жана колдонулган. Кийинчерээк, ХХ кылымдын ортосунда көмүр буласы кайра жаралуу доорун башынан өткөрдү - ошондон бери аны колдонуу туруктуу түрдө көбөйдү.

Көмүр буласы азыр такыр башка чийки заттардан жасалган - демек, анын касиеттери бир топ айырмаланышы мүмкүн.

Курамы жана физикалык касиеттери

Көмүр буласынын өзгөчөлүктөрүнүн эң маанилүүсү анын бойдон калууда өзгөчө жылуулук каршылык … Зат 1600 - 2000 градуска чейин ысытылган күндө да, анда чөйрөдө кычкылтек жок болгон учурда анын параметрлери өзгөрбөйт. Бул материалдын тыгыздыгы адаттагы менен катар эле сызыктуу (текс деп аталган менен өлчөнөт). Сызыктуу тыгыздыгы 600 текс болгондо, 1 км желинин массасы 600 г болот. Көп учурларда материалдын ийкемдүү модулу, же, алар айткандай, Янг модулу да өтө маанилүү.

Жогорку күчтүү була үчүн бул көрсөткүч 200дөн 250 ГПага чейин жетет. PANдын негизинде жасалган жогорку модулдук көмүр буласы болжол менен 400 ГПа ийкемдүү модулуна ээ. Суюк кристалл эритмелери үчүн бул параметр 400дөн 700 ГПага чейин өзгөрүшү мүмкүн. Эластикалык модуль жеке графит кристаллдары созулганда анын наркын баалоонун негизинде эсептелет. Атомдук учактардын багыты рентген-дифракциялык анализдин жардамы менен түзүлөт.

Демейки бетинин чыңалуусу 0,86 Н / м. Металл композиттик буланы алуу үчүн материалды иштетүүдө бул көрсөткүч 1,0 Н / мге чейин көтөрүлөт . Капиллярдык көтөрүлүү ыкмасы менен өлчөө тиешелүү параметрди аныктоого жардам берет. Мунай чайырларынын негизинде булалардын эрүү температурасы 200 градус. Ийирүү болжол менен 250 градуста ишке ашат; булалардын башка түрлөрүнүн эрүү температурасы түздөн -түз алардын курамына көз каранды.

Көмүр кездемелердин максималдуу туурасы технологиялык талаптарга жана нюанстарга жараша болот. Көптөгөн өндүрүүчүлөр үчүн бул 100 же 125 см. Октук күчкө келсек, ал барабар болот:

• 3000ден 3500 МПага чейин ПАНга негизделген күчтүү продуктылар үчүн;
• олуттуу узаруу менен булалар үчүн, так 4500 МПа;
• 2000ден 4500 МПага чейинки жогорку модулдук материал үчүн.

Тордун атомдук тегиздигине карай тартылуу күчү астында кристаллдын туруктуулугунун теориялык эсептөөлөрү 180 ГПа болжолдуу маанисин берет. Күтүлгөн практикалык чек 100 GPa. Бирок, эксперименттер дагы 20 GPa денгээлде бар экенин тастыктай элек. Көмүр буласынын чыныгы күчү анын механикалык кемчиликтери жана өндүрүш процессинин нюанстары менен чектелген. Практикалык изилдөөлөрдө белгиленген 1/10 мм узундуктагы секциянын тартылуу күчү 9-10 ГПа чейин болот.

T30 көмүр буласы өзгөчө көңүл бурууга татыктуу . Бул материал негизинен таяктарды өндүрүүдө колдонулат. Бул чечим өзүнүн жеңилдиги жана мыкты тең салмактуулугу менен айырмаланат. T30 индекси 30 тонна ийкемдүүлүк модулун билдирет.

Өндүрүштүн татаал процесстери T35 деңгээлиндеги продукцияны алууга мүмкүндүк берет ж.б.

Өндүрүш технологиясы

Көмүр буласы полимердин көп түрүнөн жасалышы мүмкүн. Иштетүү режими мындай материалдардын эки негизги түрүн аныктайт - карбонизацияланган жана графиттелген түрлөрү. Маанилүү айырма PANдан алынган буланын жана ар кандай чайыр түрлөрүнүн ортосунда бар. Сапаттуу көмүр булалары, жогорку күч жана жогорку модуль, катуулуктун жана модулдун ар кандай деңгээлине ээ болушу мүмкүн . Аларды ар кандай бренддерге шилтеме берүү адатка айланган.

Булалар жипче же таңгак форматында жасалат. Алар 1000ден 10000гө чейин үзгүлтүксүз жипчелерден түзүлөт. Бул жипчелерден кездемелер да сүйрөө сыяктуу жасалышы мүмкүн (бул учурда жиптердин саны андан да көп). Баштапкы чийки зат - жөнөкөй булалар гана эмес, ошондой эле суюк кристаллдык чайырлар, ошондой эле полиакрилонитрил. Өндүрүш процесси алгач баштапкы жипчелерди өндүрүүнү билдирет, андан кийин алар абада 200 - 300 градуста ысытылат.

PAN учурда, бул процесс алдын ала тазалоо же отко туруктуулукту жогорулатуу деп аталат. Мындай жол -жободон кийин, чайыр инфузия сыяктуу маанилүү касиетке ээ болот. Булалар жарым -жартылай кычкылданат. Андан ары жылытуу режими алар көмүрлүү же графиттелген топко кирерин аныктайт . Иштин аягы бетине керектүү касиеттерди берүүнү билдирет, андан кийин ал бүткөрүлөт же өлчөмү берилет.

Абадагы кычкылдануу отко туруктуулукту кычкылдануунун натыйжасында гана эмес жогорулатат. Салым жарым -жартылай дегидрогенденүү менен гана эмес, молекулалар аралык кайчылаш байланыш жана башка процесстер менен да кошулат. Мындан тышкары, материалдын көмүртек атомдорунун ээришине жана учуп кетишине болгон сезгичтиги төмөндөйт. Карбонизация (жогорку температура фазасында) газдашуу жана бардык бөтөн атомдордун качуусу менен коштолот.

200 - 300 градуска чейин ысытылган PAN булалары абанын алдында карарып кетет.

Алардын кийинки карбонизациясы азот чөйрөсүндө 1000 - 1500 градуста жүргүзүлөт. Жылытуунун оптималдуу деңгээли, бир катар технологдордун пикири боюнча, 1200 - 1400 градус . Жогорку модулдук була болжол менен 2500 градуска чейин ысытылышы керек. Алдын ала этапта, PAN тепкичтин микро түзүлүшүн алат. Полициклдүү жыпар жыттуу заттын пайда болушу менен коштолгон молекулярдык деңгээлдеги конденсация анын пайда болушуна "жооптуу".

Температура канчалык көтөрүлсө, циклдик түзүлүш ошончолук чоң болот . Технологияга ылайык жылуулук менен дарылоо аяктагандан кийин, молекулалардын же жыпар жыттуу фрагменттердин жайгашуусу мындай болот: негизги октор була огуна параллель болот. Чыңалуу багыттын даражасынын түшүп кетишине жол бербейт. Жылуулук менен иштетүүдө ПАНнын ажыроосунун өзгөчөлүктөрү кыйыштырылган мономерлердин концентрациясы менен аныкталат. Мындай булалардын ар бир түрү алгачкы иштетүү шарттарын аныктайт.

Суюк кристалл мунай чайырын 350дөн 400 градуска чейинки температурада көпкө кармоо керек. Бул режим полициклдүү молекулалардын конденсациясына алып келет. Алардын массасы көбөйүп, бири -бирине жабышуу акырындык менен пайда болот (сферулиттердин пайда болушу менен). Эгерде ысытуу токтобосо, сферулиттер өсөт, молекулярдык салмагы жогорулайт жана натыйжада үзгүлтүксүз суюк кристаллдык фаза пайда болот . Кристаллдар кээде хинолинде ээрийт, бирок көбүнчө аларда да, пиридинде да ээрибейт (бул технологиянын нюанстарына жараша болот).

55-65% суюк кристаллдары бар суюк кристаллдык чайырдан алынган булалар пластикалык түрдө агат. Жип ийрүү 350 - 400 градуста жүргүзүлөт. Абдан багытталган структура аба атмосферасында 200 - 350 градуста алгачкы жылытуу жана кийин инерттүү атмосферада кармоо аркылуу түзүлөт. Thornel P-55 маркасындагы булалар 2000 градуска чейин ысытылышы керек, ийкемдүүлүк модулу канчалык жогору болсо, температура ошончолук жогору болушу керек.

Акыркы убакта илимий жана инженердик иштер гидрогенизацияны колдонуу технологиясына көбүрөөк көңүл бурууда. Булалардын алгачкы өндүрүшү көбүнчө көмүр чайыры менен нафталдык сагыздын аралашмасын гидрогендөө аркылуу ишке ашат. Бул учурда, тетрагидрохинолин болушу керек . Иштетүү температурасы 380 - 500 градус. Катуу заттарды чыпкалоо жана центрифуга аркылуу кетирүүгө болот; анда чайырлар жогорку температурада коюу болуп калат. Көмүртек өндүрүү үчүн (технологияга жараша) бир топ жабдууларды колдонуу зарыл:

• вакуумду таратуучу катмарлар;
• насостор;
• герметикалык жабдыктар;
• жумушчу үстөлдөр;
• тузактар;
• өткөргүч сетка;
• вакуумдук пленкалар;
• prepregs;
• автоклавдар.

Market Review

Төмөнкү көмүр буласын өндүрүүчүлөр дүйнөлүк рынокто алдыңкы орунда:

• Торнелл, Fortafil and Celion (Америка Кошмо Штаттары);
• Графил жана Модмор (Англия);
• Куреха-Лоне жана Торейка (Япония);
• Cytec Industries;
• Hexcel;
• SGL Group;
• Toray Industries;
• Zoltek;
• Mitsubishi Район.

Бүгүн көмүр Россияда өндүрүлөт:

• Челябинск көмүр жана композициялык материалдар заводу;
• Балаково көмүр өндүрүшү;
• NPK Khimprominzhiniring;
• Саратов ишканасы "СТАРТ".

Продукциялар жана колдонмолор

Көмүр буласы курама арматура жасоо үчүн колдонулат. Аны алуу үчүн колдонуу да кеңири таралган:

• эки багыттуу кездемелер;
• дизайнер кездемелер;
• biaxial жана quadroaxial ткань;
• токулбаган кездеме;
• бир багыттуу тасма;
• prepregs;
• тышкы бекемдөө;
• була;
• ат жабдыктары.

Азыр олуттуу жаңылык инфракызыл жылуу пол . Бул учурда, материал салттуу металл зымдын ордуна колдонулат. Ал 3 эсе көп жылуулукту өндүрө алат, мындан тышкары энергия керектөө болжол менен 50%га азаят. Моделдөө татаал техникасын сүйгөндөр көбүнчө ороо аркылуу алынган көмүртек түтүктөрдү колдонушат. Бул продуктылар автоунаа жана башка жабдууларды чыгаруучулар тарабынан да суроо -талапка ээ. Көмүр буласы, мисалы, кол тормозу үчүн көп колдонулат. Ошондой эле, бул материалдын негизинде алуу:

• учак моделдери үчүн тетиктер;
• бир бөлүк капюшон;
• велосипеддер;
• машиналарды жана мотоциклдерди тюнинг үчүн тетиктер.

Карбон кездемеден жасалган панелдер алюминийден 18% катуураак жана структуралык болоттон 14% га көбүрөөк … Бул материалдын негизинде жеңдер өзгөрүлмө кесилиштин түтүктөрүн жана түтүктөрүн, ар кандай профилдеги спираль буюмдарды алуу үчүн керек. Алар гольф клубдарын өндүрүү жана оңдоо үчүн дагы колдонулат. Анын колдонулушун да белгилеп кетүү керек. смартфондор жана башка гаджеттер үчүн өзгөчө бышык корпустарды чыгарууда . Мындай буюмдар көбүнчө премиум мүнөзгө ээ жана өркүндөтүлгөн декоративдик сапаттарга ээ.

Графит түрүндөгү чачыранды порошокко келсек, ал төмөнкүлөрдү талап кылат:

• электр өткөргүч жабууларды алганда;
• ар кандай типтеги клейди чыгарууда;
• калыптарды жана кээ бир башка тетиктерди бекемдөөдө.

Көмүр буласынан жасалган шыбак бир нече жолдор менен салттуу шыбакка караганда жакшыраак. Бул айкалышуу пластикалык жана механикалык күч үчүн көптөгөн эксперттер тарабынан бааланат. Композиция терең кемчиликтерди жабууга ылайыктуу. Көмүр таякчалары же таякчалары бышык, жеңил жана узакка чыдайт. Мындай материал төмөнкүлөр үчүн керек:

• авиация;
• ракета өнөр жайы;
• спорттук жабдууларды чыгаруу.

Карбон кислотасынын туздарын пиролиздөө менен кетондорду жана альдегиддерди алууга болот. Көмүр буласынын эң сонун жылуулук касиеттери аны жылыткычтарда жана жылытуучу аянттарда колдонууга мүмкүндүк берет. Мындай жылыткычтар:

• үнөмдүү;
• ишенимдүү;
• таасирдүү натыйжалуулугу менен айырмаланат;
• коркунучтуу радиацияны жайылтпаңыз;
• салыштырмалуу компакт;
• кемчиликсиз автоматташтырылган;
• керексиз көйгөйлөрсүз иштейт;
• ашыкча ызы -чууну таратпаңыз.

Көмүртек-көмүр композиттери төмөнкүлөрдү өндүрүүдө колдонулат:

• тигилер үчүн колдоолор;
• вакуум эритүү мештери үчүн конустук бөлүктөр;
• алар үчүн түтүкчө бөлүктөрү.

Колдонмонун кошумча багыттары төмөнкүлөрдү камтыйт:

• үй бычактары;
• кыймылдаткычтарда желекче клапан үчүн колдонуу;
• курулушта колдонуу.

Заманбап куруучулар бул материалды узак убакыттан бери тышкы бекемдөө үчүн гана колдонушпайт. Ошондой эле таш үйлөрдү жана бассейндерди бекемдөө зарыл. Желимделген бекемдөөчү катмар көпүрөлөрдөгү тирөөчтөрдүн жана устундардын сапаттарын калыбына келтирет. Ошондой эле септиктерди түзүүдө жана табигый, жасалма суу сактагычтарды рамкалоодо, кессон жана силостук чуңкур менен иштөөдө колдонулат.

Сиз ошондой эле шайман туткаларын оңдоп, түтүктөрдү оңдоп, эмерек буттарын, шлангдарды, туткаларды, жабдуулардын корпустарын, терезе төшөктөрүн жана ПВХ терезелерин оңдой аласыз.