1. Kompozity z uhlíkových vláken jsou složeny hlavně z polyakrylonitrilu - uhlíkových vláken a pryskyřice - založené na maticích s významnými výhody výkonu
Carbon fiber is a filamentary carbon material, made of organic matrix fibers such as polyacrylonitrile (or asphalt, viscose) by high-temperature decomposition method under inert gas at a temperature above 1000 degrees Celsius (the result is the removal of most elements except carbon), with a diameter of 5-10 microns, and is an inorganic vysoký polymer s obsahem uhlíku více než 90%
Uhlíkové vlákno má vynikající mechanické vlastnosti a jeho specifická hmotnost je menší než 1/4 z oceli. Pevnost v tahu kompozitů z uhlíkových vláken je obecně nad 3500 MPA, což je 7 - 9krát vyšší než ocel. It is the fiber with the highest specific strength and highest specific modulus among the high-performance fibers currently produced in large quantities, and has low density, corrosion resistance, high temperature resistance, friction resistance, fatigue resistance, high vibration attenuation, high electrical and thermal conductivity, low thermal and moisture expansion coefficient, high X-ray penetration, Nemagnetický, ale má charakteristiky elektromagnetického účinku stínění a je důležitým strategickým materiálem pro rozvoj národní obrany a vojenského průmyslu a národního hospodářství. Je široce používán ve vojenském průmyslu, leteckém prostoru, sportovním zboží, automobilovém průmyslu, energetickém vybavení, zdravotnickém vybavení, strojírenském stroji, přepravě, stavebnictví a jeho strukturálním posílením.
Uhlíkové vlákno lze klasifikovat podle různých rozměrů, jako je typ prekurzorů, metoda výroby a výkon. Podle typu prekurzoru lze uhlíkové vlákno klasifikovat do polyakrylonitrilu (Pan) - založené na Asphalt - založené na uhlíkovém vláknu založeném na založené Mezi nimi má uhlíkové vlákno založené na polyakrylonitrilu - výhody vynikající kvality hotového produktu, jednoduchého procesu a vynikajících mechanických vlastností produktu. Od svého příchodu v šedesátých letech rychle zaujala hlavní pozici, což představuje více než 90% celkového uhlíkového vlákna. V současné době se uhlíkové vlákno obecně odkazuje na uhlíkové vlákno založené na Pan -.
Podle počtu vláken lze uhlíkové vlákno rozdělit do malých tónů a velkých tónů a podle mechanických vlastností polyakrylonitril - uhlíkové vlákno lze rozdělit do čtyř kategorií: Vysoký - typ síly, vysoký model, vysoký model, vysoký model, vysoký model, vysoký model, vysoký model, vysoký model. Malé uhlíkové vlákno v tažení bylo zpočátku 1k, 3k a 6k a postupně se vyvinulo do 12k a 24k. Používá se hlavně ve vysokých {- Technická pole, jako je národní obrana a vojenský průmysl, jakož i sportovní a volnočasové výrobky, jako jsou letadla, rakety, rakety, satelity, rybářské vybavení, golfové kluby, tenisové rakety atd. V rámci uhlíkových vláken, včetně textilu, v průmyslovém stavu, v průmyslovém stavu, v průmyslovém stavu, v průmyslovém stavu, v průmyslovém stavu, v průmyslovém poli a v průmyslovém stavu, v průmyslovém stavu, včetně textových vlákno, v průmyslovém stavu, v oblasti uhlíkových vlákna, v oblasti uhlíkových vlákna, včetně textilu, včetně textilu, v průmyslovém stavu, včetně textilu, v průmyslovém stavu. Elektromechanické, stavební inženýrství, přeprava a energie atd.
Kompozitní materiály z uhlíkových vláken se skládají z maticových materiálů a materiálů ze vyztužení z uhlíkových vláken. Prostřednictvím vzájemného komplementace maticových materiálů a uhlíkových vláken ve výkonu se vytváří synergický účinek. Komplexní výkonnost kompozitních materiálů z uhlíkových vláken je lepší než výkon původních komponentních materiálů a splňuje různé požadavky. Kompozitní materiály z uhlíkových vláken mají vlastnosti lehké hmotnosti, dobrých mechanických vlastností, flexibilního strukturálního designu, nastavitelného výkonu, širokých zdrojů a nízkých nákladů. Hrají důležitou roli ve vývoji národní obrany a armády a byli široce používány v různých letadlech, dronech, raketách, spouštěcích vozidlech a satelitech.
V kompozitních materiálech z uhlíkových vláken je maticový materiál hlavně pryskyřice - založenou, což představuje více než 90% tržního podílu. Maticový materiál je rozdělen do dvou kategorií: kov a ne - kov. Běžně používanou kovovou matricí je hliník, hořčík, měď, titan a jejich slitiny a kovová matrice non - je hlavně syntetická pryskyřice, guma, keramika, grafit, uhlík, atd. V současné době jsou uhlíkové vlákniny, které jsou v současnosti více než 90%, než 90% více než 90% z uhlíkového vlákna, více než 90% z uhlíkového vlákna více než 90%, než je více než 90% z uhlíkových vláken, které jsou na základě více než 90. podíl na trhu.
2. po dvou vlnách vývoje se pole aplikací neustále rozšiřuje
Vývoj uhlíkových vláken vznikl v 50. a 60. letech. Spojené státy, Japonsko a Spojené království byly první, kdo vyvinul procesy výroby uhlíkových vláken. V roce 1958 Roger Bacon z Union Carbide Corporation ve Spojených státech vyhříval Rayon v argonu a náhodně produkoval uhlíkové vlákno. Od té doby byl postupně rozpoznán potenciál materiálů z uhlíkových vláken. V roce 1960 vyvinul Richard Millington z Hithompson Fiber Glass Company (USA) způsob, jak zvýšit obsah uhlíku v rayonových vláknech na 99%WT. V 60. letech vedly japonské a britské společnosti vývoj laboratorních technologií polyakrylonitrilu (PAN) - na bázi produkce uhlíkových vláken. V roce 1959, Akio Shindo z Osaka Institute of Engineering Technology v Japonsku úspěšně vyráběl uhlíkové vlákno s obsahem uhlíku asi 55wt% pomocí nízké - nákladové metody; TORAY Industries of Japan Trial - vytvořil v roce 1964 Pan Carbon Fiber a podepsal licenční smlouvu na Pan Proces s Osaka Institute of Engineering Technology v roce 1970. W. Watt, LN Phillips a W. Johnson z Royal Aircraft Corporation ve Spojeném království v roce 1963; Národní výzkumná a rozvojová společnost ve Velké Británii následně udělila licence na proces Rollsroyce, Morganite a Courtaulds.
Odvětví kompozitních materiálů z uhlíkových vláken začalo v 70. a 80. letech. Ve vývoji technologie výroby uhlíkových vláken Spojené státy, Spojené království a Japonsko úzce spolupracovaly. V roce 1970 podepsala Toray dohodu o spolupráci s Union Carbide Corporation ve Spojených státech, získala technologii karbonizace Union Carbide Corporation ve Spojených státech a Union Carbide Corporation ve Spojených státech zastupovala produkty Toray's Carbon Fiber. V roce 1971 založila Toray 12 -} tun výrobní linka z uhlíkových vláken a začala produkovat uhlíkové vlákno T300 a v roce 1972 spustila první komerční kompozitní produkt z uhlíkových vláken, aby snížila hmotnost, aby se snížila spotřeba paliva. Následně výrobci letadel, jako jsou Boeing a Airbus, začali zkoumat aplikaci kompozitů z uhlíkových vláken. V roce 1982 začaly Boeing 757, Boeing 767 a raketoplán na kosmické dole používat uhlíkové vlákno T300. CFRP vstoupil do inženýrské aplikace leteckých struktur, včetně vojenských a civilních letadel. V 80. letech, s jedinou výrobní kapacitou linky - 1 000 tun/rok, si Toray v podstatě realizovala většinu svých stávajících sérií produktů, jmenovitě časný T300, střední termín T800 a T1000 a pozdější M60J. S rozsáhlou aplikací kompozitů z uhlíkových vláken ve složkách letadel překročila do roku 1988 produkce Torayho kumulativního uhlíkového vlákna 10 000 tun.
Kompozity z uhlíkových vláken zažily dvě vlny poptávky, první poháněné leteckým polem. První vlna aplikace kompozitů z uhlíkových vláken se objevila v 90. a 2000. letech, kdy výrobci občanských letadel úspěšně a postupně používali více kompozitních materiálů z uhlíkových vláken k výrobě trubic letadel, čímž splňovali požadavky leteckých společností pro snižování spotřeby paliva, snižování emisí CO2 a udržování nákladů na konstrukci a snižování nákladů na nástroje a montážní náklady a snižování nákladů na montáž. V roce 1990 byl Toray's Prepreg používán Boeingem pro hlavní trupovou strukturu Boeing 777. V roce 2003 zahájil Boeing projekt Boeing 787 s použitím velkého množství CFRP (50 WT%) v trupu a hlavní struktuře; V roce 2005 zahájil Airbus projekt A350 XWB, který také používal velké množství CFRP (53WT%).
The second wave of demand for carbon fiber composites was driven by non-aerospace industries. Since the 2010s, the application of carbon fiber composites has expanded dramatically from aerospace to non-aerospace industrial uses, and is characterized by large quantities and low costs. In 2007, Zoltek cooperated with wind turbine OEM Vestas to use carbon fiber in wind turbine blades. Compared with blades made of glass fiber composites, the use of carbon fiber composites in 60-meter-long blades is expected to reduce weight by 38%, reduce costs by 14%, and extend blade life. In 2014, Toray acquired Zoltek, a world-leading supplier of large-tow (>50k) uhlíkové vlákno a jeho produkční kapacita z uhlíkových vláken se zvýší na 35 000 tun/rok.