Introduction à la fibre de carbone

La fibre de carbone est une fibre précurseur organique telle que le polyacrylonitrile (ou brai, rayonne), qui est pyrolysée et carbonisée dans un environnement à haute température pour former une structure de squelette de carbone, et une fibre polymère inorganique avec une teneur en carbone supérieure à 90 %. La fibre de carbone a d'excellentes propriétés mécaniques et une stabilité chimique, une faible densité que l'aluminium, une résistance élevée que l'acier,parmi lesfibre haute performanceça a étédans la production de masse, la fibre de carbone a la résistance spécifique la plus élevée et le module spécifique le plus élevé de la fibre, et possède une série d'excellentes propriétés telles que la conductivité électrique, la conduction thermique, la résistance à la corrosion et une série d'autres matériaux ne peuvent pas être remplacés. La fibre de carbone est largement utilisée dans l'aérospatiale, les pales d'énergie éolienne, les sports et loisirs, les récipients sous pression, les matériaux composites carbone/carbone, la construction de transports et d'autres domaines.

Les fibres de carbone peuvent être classées selon différentes dimensions telles que le type de précurseur, les propriétés mécaniques, les spécifications du câble et le processus de préparation du précurseur. Les normes de classification des différents types de fibres de carbone sont les suivantes :

Types de précurseurs : divisés en fibre de carbone à base de Pan, fibre de carbone à base de brai et fibre de carbone à base de rayonne. Parmi eux, la fibre de carbone à base de PAN a rapidement occupé la place dominante depuis son introduction dans les années 1960, représentant plus de 90 % de la fibre de carbone totale en raison de son processus de production relativement simple, de ses excellentes propriétés mécaniques et de son large éventail d'utilisations. L'échelle de production à base de brai et à base de rayonne est petite. Par conséquent, à l'heure actuelle, les fibres de carbone désignent généralement des fibres de carbone à base de PAN.

Propriétés mécaniques : Les propriétés mécaniques sont principalement utilisées dans l'industrie pour classer. Selon la classification des propriétés mécaniques de la norme nationale actuelle pour les fibres de carbone à base de polyacrylonitrile GB/T 26752-2020, les fibres de carbone à base de PAN sont divisées en quatre catégories : type à haute résistance, moyenne à haute résistance.modulustaper, haut-modulustaper, et à haute résistance et à hautemodulustaper.

Spécifications du remorquage : selon le nombre de fibres de carbone, il peut être divisé en petits remorquages ​​et en gros remorquages. Généralement, les fibres de carbone avec un nombre de câbles inférieur à 24K sont appelées petits câbles (1K représente 1000 filaments dans un faisceau de fibres de carbone), et celles au-dessus de 24K sont appelées gros câbles. La fibre de carbone de petite taille a d'excellentes performances, un faible rendement et un prix élevé, et est généralement utilisée dans des domaines de haute technologie tels que l'aérospatiale, la défense nationale et l'industrie militaire. Les gros produits de remorquage ont des performances relativement faibles, un faible coût et un contrôle de production difficile, et sont largement utilisés dans les industries de base et les domaines civils.

Processus de préparation du précurseur : selon la sélection du solvant de filage, la continuité du processus de polymérisation, la méthode de traitement utilisée pour le filage, etc., la préparation du précurseur peut être divisée en différents types de processus. Selon le solvant de filature, il comprend le DMSO (diméthylsulfoxyde), le DMAC (N,N diméthylacétamide), le NaSCN (thiocyanate de sodium) et d'autres catégories de solvants différentes. Selon la continuité du processus de polymérisation, il peut être divisé en une méthode en une étape et une méthode en deux étapes. Selon le procédé de filage, il peut être divisé en filage humide et filage humide à jet sec.