Sợi carbon được sử dụng trong vận chuyển
● Phụ tùng ô tô sợi carbon
Việc sử dụng các bộ phận composite sợi carbon chủ yếu dựa trên những cân nhắc sau:
Một là thân xe nhẹ. Mật độ sợi carbon thấp, giảm 50% trọng lượng so với thép carbon và 30% so với cấu trúc hợp kim magiê/nhôm;
Thứ hai, dung hợp cao độ. Kiểu dáng miễn phí, khả năng thiết kế mạnh mẽ, có thể đạt được sự sắp xếp hợp lý và bề mặt cong, có thể làm giảm loại bộ phận và đầu tư khuôn;
Thứ ba, nâng cao hiệu quả sản xuất. Thay thế dập và hàn bằng quá trình đúc và liên kết, tiết kiệm đầu tư vào dây chuyền sản xuất, khuôn và đồ đạc;
Thứ tư, nâng cao tính năng an toàn của xe. Sợi carbon có độ bền mỏi cao hơn (có thể đạt 70%~80% tải trọng thiết kế), trọng tâm giảm sau khi giảm trọng lượng và ổn định hoạt động cao hơn.
Ngoài ra, khả năng hấp thụ năng lượng va chạm của sợi carbon gấp 6-7 lần so với thép và 3-4 lần so với nhôm. Năm là nâng cao tính thoải mái của xe hơi. Giảm rung cao hơn và giảm tiếng ồn tổng thể cho xe là rõ ràng, làm cho sự thoải mái của hành khách tốt hơn.
Từ xe nguyên bản đến xe thương mại cao cấp, đến xe năng lượng mới ngày càng phổ biến trong những năm gần đây, bước ứng dụng của các bộ phận sợi carbon không bao giờ dừng lại, chẳng hạn như Vô Tích thông minh yêu cầu vật liệu mới, theo sản xuất ô tô năng lượng mới sợi carbon hộp pin điện là trường hợp ứng dụng điển hình của vật liệu composite sợi carbon, hiệu suất của xe năng lượng mới trong việc giảm trọng lượng, chống va đập và như vậy được cải thiện hiệu quả.
● Sợi carbon trong tàu cao tốc
Giải pháp trọng lượng nhẹ của đường sắt cao tốc luôn tập trung vào hai vấn đề: một là vật liệu trọng lượng nhẹ phải có tính an toàn đầy đủ; Hai là, cố gắng lượng nhẹ trong điều kiện đảm bảo an ninh để thực hiện sức vận chuyển lớn hơn và hiệu quả vận chuyển cao hơn.
Từ tàu cao tốc 400 km/h trở lên, tàu hai tầng đến tàu Maglev tốc độ cao 600 km/h, đường sắt cao tốc và các phương tiện đường sắt khác đã phát triển hướng tới các mục tiêu như tốc độ cao, hiệu quả, xanh và thông minh. Trong đó, vật liệu thân xe vừa nhẹ vừa kiên cố đóng vai trò cực kỳ quan trọng. Các vật liệu được lựa chọn cho cơ thể, về sức mạnh, độ cứng, chống mệt mỏi, chống ăn mòn và hiệu suất chống cháy, tất cả đều được tối ưu hóa liên tục, vật liệu composite sợi carbon có ưu điểm là trọng lượng nhẹ, hấp thụ sốc, tải trọng nâng, chịu được thời tiết cao, độ tin cậy cao, khả năng sử dụng cao, tuổi thọ cao, bảo trì ít và vân vân, dần dần được chú ý.
Bảng điều khiển taxi sợi carbon, bộ phận ghế sợi carbon, tấm tường cabin sợi carbon và như vậy, với tỷ lệ ứng dụng của vật liệu composite sợi carbon trong các phương tiện đường sắt cao tốc ngày càng lớn, Wuxi Wisdom đối với vật liệu mới sẽ phải đối mặt với các yêu cầu kỹ thuật ngày càng cao, điều này cũng thực sự thúc đẩy tốc độ ứng dụng composite sợi carbon trong nước nhanh hơn.
●Phụ tùng máy bay sợi carbon
Vật liệu composite sợi carbon có độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mỏi và chống ăn mòn tốt, có thể được thiết kế, nâng cao hiệu quả cấu trúc, không chỉ có thể cải thiện độ an toàn, kinh tế, thoải mái và bảo vệ môi trường của máy bay, mà còn có thể cải thiện đáng kể hiệu quả nhiên liệu của máy bay, hiện đang chiếm một phần đáng kể trong ứng dụng máy bay dân dụng.
Đồng thời, việc sử dụng vật liệu composite sợi carbon trên máy bay cũng đặt ra những thách thức kỹ thuật mới. Cấu trúc composite sợi carbon là đẳng hướng so với cấu trúc kim loại truyền thống, và độ giòn của nó làm cho nó khác biệt đáng kể so với kim loại truyền thống về biến dạng tải, cơ chế thiệt hại và chế độ phá hủy. Cần phải phá vỡ một loạt các vấn đề kỹ thuật, chẳng hạn như phân tích kết nối, ổn định, khả năng chịu thiệt hại, dễ mắc lỗi, mở rộng, chống sét, chống cháy, chống đóng băng, phân tích giữa các lớp, v.v.
Công nghệ động cơ và động cơ đẩy đột phá sẽ được sử dụng để giảm lực cản khí động học và tiết kiệm nhiên liệu trong việc tối ưu hóa tổng thể khí động học, cấu trúc và vật liệu. Tuy nhiên, khi bay ở tốc độ siêu âm và siêu âm, hiệu ứng nhiệt độ cao của cấu trúc thân máy bay là rõ ràng, điều này đòi hỏi không chỉ thiết kế cấu trúc tổng thể của các vật liệu composite tiên tiến như sợi carbon mà còn làm cho chúng nhẹ hơn, chống hư hại và chịu nhiệt độ cao hơn.
Các yêu cầu về vật liệu không chỉ đối với các bộ phận thân máy bay mà còn đối với các bộ phận bên trong máy bay. Vô Tích Zhikura Vật liệu mới Công nghệ Công ty TNHH cho một mô hình máy bay dân dụng cung cấp sợi carbon hàng không ghế xương tấm, ngoài việc giảm đáng kể trọng lượng của ghế, có thể chịu được 6-8 năm áp lực tần số cao, cũng có một số khả năng chống cháy, đây là những yêu cầu rất cao cho ứng dụng thực tế của sợi carbon composite.
Sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng thể thao với nhiều ưu điểm
Sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực hàng thể thao và có nhiều ưu điểm.
Dưới đây là một số ứng dụng chính:
1. Xe đạp:
- Chế tạo khung: Sợi carbon là vật liệu lý tưởng để chế tạo khung xe đạp. Nó có thể tạo ra một khung rất nhẹ nhưng rất chắc chắn, giảm đáng kể trọng lượng tổng thể của xe đạp và làm cho nó dễ dàng hơn cho người lái, đặc biệt là trong leo dốc và đi xe đường dài. Ví dụ, một số xe đua cao cấp sử dụng khung sợi carbon để theo đuổi tốc độ cao hơn và xử lý tốt hơn.
- Phụ tùng: Ngoài khung xe, các bộ phận khác của xe đạp như tay lái, ống ghế và bánh xe cũng sử dụng sợi carbon. Tay lái bằng sợi carbon có thể cung cấp độ cứng và xử lý tốt hơn, và ống ghế có thể được điều chỉnh theo nhu cầu của người lái. Nó nhẹ và không gây thêm gánh nặng cho xe đạp. Với cường độ cao và quán tính quay thấp, bánh xe sợi carbon có thể cải thiện hiệu suất tăng tốc và tốc độ di chuyển của xe đạp.
2. Câu lạc bộ golf:
- Thân gậy: Các câu lạc bộ golf bằng sợi carbon đang ngày càng phổ biến. Các cực sợi carbon nhẹ hơn so với các cực kim loại truyền thống và có thể làm giảm gánh nặng swing của người chơi và tăng tốc độ swing, do đó tăng khoảng cách và độ chính xác của cú đánh. Ngoài ra, sợi carbon có đặc tính giảm xóc cao hấp thụ một phần rung động khi đánh bóng, khiến người chơi cảm thấy thoải mái hơn.
- Đầu câu lạc bộ: Sợi carbon cũng được sử dụng trong đầu câu lạc bộ golf. Vật liệu sợi carbon có thể được sử dụng để tăng cường sức mạnh và sự ổn định của đầu gậy, cho phép nó chịu được lực va đập tốt hơn khi đánh bóng và giảm khả năng biến dạng và hư hỏng.
3. Cần câu:
- Cấu trúc chính: Cần câu sợi carbon được đặc trưng bởi độ bền cao, mô đun cao và trọng lượng nhẹ, có thể chịu được căng thẳng kéo dài và uốn lớn, trọng lượng nhẹ, giúp người câu dễ dàng nắm và vận hành trong thời gian dài. Cho dù đó là câu cá ngoài khơi hay nước ngọt, cần câu sợi carbon có thể đáp ứng nhu cầu của các kịch bản câu cá khác nhau.
- Rod tip: Rod tip là một thành phần quan trọng của cần câu, đòi hỏi độ nhạy và tính linh hoạt cao. Việc áp dụng vật liệu sợi carbon có thể làm cho đầu cực nhạy hơn, cảm nhận chính xác tín hiệu của móc cắn cá và cải thiện tỷ lệ thành công của câu cá. Đồng thời, tính linh hoạt của sợi carbon cũng có thể đảm bảo rằng đầu cực từ không dễ bị gãy khi chịu lực bên ngoài.
4. Kệ:
- Vợt tennis: Với độ cứng và độ đàn hồi tốt, vợt tennis sợi carbon có thể cung cấp hỗ trợ sức mạnh mạnh mẽ và hiệu suất sở hữu bóng tốt khi đánh. Vật liệu sợi carbon có thể làm cho trọng lượng của vợt tennis phân bố đồng đều hơn, cải thiện sự ổn định và cân bằng của vợt, làm cho người chơi chính xác và mạnh mẽ hơn khi đánh bóng.
- Vợt cầu lông: Đối với vợt cầu lông, ứng dụng sợi carbon có thể làm giảm trọng lượng của vợt, tăng tốc độ và tính linh hoạt của gậy. Đồng thời, đặc tính cường độ cao của sợi carbon có thể đảm bảo rằng vợt không dễ bị biến dạng và hư hỏng dưới dao động tốc độ cao và đánh thường xuyên, kéo dài tuổi thọ của vợt.
- Vợt Pickleball: Vợt Pickleball sợi carbon nhẹ và đàn hồi, mang đến cho người chơi trải nghiệm đánh bóng tốt hơn, giúp người chơi thuận tiện hơn khi đánh bóng và thể hiện trình độ kỹ thuật tốt hơn.
5. Thiết bị vận động băng tuyết:
- Trượt tuyết: ván trượt sợi carbon mạnh mẽ và nhẹ, trong khi đảm bảo độ cứng của ván trượt có thể giảm trọng lượng tổng thể, giúp người trượt tuyết linh hoạt và tự do hơn trong quá trình trượt, dễ dàng kiểm soát tốc độ và hướng hơn. Ngoài ra, sợi carbon có khả năng hấp thụ sốc tốt, có thể làm giảm rung động của người trượt tuyết và tăng sự thoải mái trong quá trình trượt.
- Giày trượt: Sợi carbon có thể được sử dụng để tăng cường sức mạnh kết cấu và sự ổn định của giày trượt, giúp giày trượt duy trì hiệu suất tốt khi trượt tốc độ cao và quay nhanh, giảm biến dạng và hư hỏng của giày trượt. Đồng thời, đặc tính nhẹ của sợi carbon cũng có thể làm giảm trọng lượng tổng thể của giày trượt và cải thiện tốc độ trượt của vận động viên.
6. Đồ thể thao khác:
- Giày thể thao: Một số giày thể thao cao cấp sử dụng vật liệu sợi carbon trên các bộ phận như đế giày, vamp. Ở đế giày, sợi carbon có thể cung cấp hỗ trợ tốt và ổn định, giảm mỏi chân; Trong vamp, sợi carbon có thể làm tăng sức mạnh và độ thoáng khí của vamp, cải thiện sự thoải mái và độ bền của giày thể thao.
- Mũ bảo hiểm: Mũ bảo hiểm bằng sợi carbon có trọng lượng nhẹ và độ bền cao, có thể bảo vệ đầu của vận động viên trong khi giảm gánh nặng cho đầu và cải thiện sự thoải mái và hiệu suất của họ. Ví dụ, mũ bảo hiểm sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong các môn thể thao như xe đạp, xe máy và trượt patin.
- Thiết bị bắn cung: sợi carbon có thể được sử dụng để làm cung và các thiết bị bắn cung khác. Cung sợi carbon có độ bền và độ đàn hồi cao, có thể cung cấp hiệu suất bắn cung ổn định; Trọng lượng nhẹ và thẳng, mũi tên bằng sợi carbon làm tăng tốc độ bay và độ chính xác của mũi tên.
Sợi carbon được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực gia cố xây dựng
Sợi carbon có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực gia cố xây dựng,
Chủ yếu thể hiện ở một số mặt sau:
I. Lợi thế
1. Độ bền cao, độ cứng cao: sức mạnh của vật liệu sợi carbon cao hơn nhiều so với vật liệu xây dựng truyền thống, chẳng hạn như thép. Nó có thể làm tăng đáng kể khả năng chịu lực của tòa nhà mà không làm tăng đáng kể trọng lượng của cấu trúc.
2. Chống ăn mòn: sợi carbon có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và không bị ăn mòn bởi các hóa chất như axit và kiềm. Thích hợp cho tất cả các loại gia cố xây dựng trong môi trường khắc nghiệt.
3, xây dựng thuận tiện: vải sợi carbon hoặc tấm sợi carbon vật liệu nhẹ và mềm, dễ dàng để cắt và dán, quá trình xây dựng đơn giản và nhanh chóng, có thể rút ngắn đáng kể thời gian xây dựng.
4. Không ảnh hưởng đến sự xuất hiện của tòa nhà: Vì vật liệu sợi carbon có thể được dán rất mỏng trên bề mặt cấu trúc, nên có rất ít ảnh hưởng đến sự xuất hiện của tòa nhà.
Hai, Cảnh áp dụng
1. Gia cố tòa nhà cũ: Đối với các tòa nhà có lịch sử lâu đời và hư hỏng cấu trúc như dầm, cột, sàn, v.v., sợi carbon có thể được gia cố để cải thiện độ an toàn và độ bền của chúng.
2. Sửa chữa các tòa nhà bị ảnh hưởng bởi động đất: Sau khi xảy ra thiên tai như động đất, sợi carbon có thể được sử dụng để nhanh chóng sửa chữa các tòa nhà bị hư hỏng và khôi phục chức năng sử dụng của chúng.
3. Tăng cường cầu: Cầu có thể bị nứt, biến dạng và các vấn đề khác trong quá trình sử dụng lâu dài. Sợi carbon có thể tăng cường hiệu quả cấu trúc cầu và cải thiện khả năng chịu tải và ổn định của nó.
4. Gia cố các cấu trúc xây dựng đặc biệt: ví dụ, cấu trúc không gian nhịp dài và cấu trúc cao tầng, sợi carbon có thể đáp ứng yêu cầu về độ bền cao và trọng lượng nhẹ.
III. Quy trình xây dựng
1. Xử lý bề mặt: Làm sạch và đánh bóng bề mặt của cấu trúc gia cố, loại bỏ dầu bẩn, bụi và bê tông lỏng lẻo, v.v., đảm bảo độ bám dính tốt giữa sợi carbon và bề mặt cấu trúc.
2. Sơn lót: Sơn lót trên bề mặt xử lý của cấu trúc để tăng cường độ bám dính giữa sợi carbon và cấu trúc.
3. Dán sợi carbon: Dán vải sợi carbon hoặc tấm sợi carbon lên bề mặt cấu trúc theo yêu cầu thiết kế và nén chặt bằng các công cụ đặc biệt để đảm bảo sợi carbon phù hợp chặt chẽ với cấu trúc.
4. Bảo vệ bề mặt: Sau khi dán sợi carbon, việc xử lý bảo vệ bề mặt có thể được thực hiện theo yêu cầu, chẳng hạn như sơn chống cháy, sơn chống ăn mòn, v.v., để cải thiện độ bền và an toàn của sợi carbon.
Ứng dụng sợi aramid trong quần áo chữa cháy
Yêu cầu về hiệu suất chống cháy đặc biệt quan trọng như một thành phần cơ bản của quần áo bảo hộ của lính cứu hỏa. Sự xuất hiện của sợi aramid giữa làm cho việc nâng cấp quần áo chữa cháy có thể. Cho phép lính cứu hỏa loại bỏ hoàn toàn quần áo chữa cháy cồng kềnh chỉ bằng da, len dày và vải bạt và đạt được những cải tiến hiệu suất thông qua vải và lớp lót.
Hiện nay, lính cứu hỏa, quần áo chữa cháy, quần áo chữa cháy làm từ sợi Aramid màu trung gian đã được sử dụng trong các hệ thống chữa cháy khác nhau. Sợi thủy tinh màu trung gian còn được trang bị đồng phục lính cứu hỏa rừng cảnh sát vũ trang.
Do tính chất tuyệt vời của nó, Intermediate Aramid được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, xây dựng, đóng tàu, dầu khí, hóa chất, lâm nghiệp, chữa cháy, quân sự và các lĩnh vực khác. Nó đã trở thành sự lựa chọn tốt nhất để chế biến tất cả các loại quần áo bảo hộ đặc biệt.
Firefighters have a heavy load to bear — their turnout gear shouldn’t
add to it. So Aramid fibers help manufacturers create fire resistant
liners, outer shells, and accessories that not only stand up to the
thermal hazards they may face, but also help them get the job done
without getting in the way of mobility.
Unlike other materials and fibers available, gear and
accessories made with meta aramid fiber are inherently flame-resistant and
won’t melt, drip, or support combustion in the air. And the thermal
protection off is permanent — its superior flame
resistance cannot be washed out or worn away. Para aramid helps
manufacturers enhance the overall durability and strength of lightweight
turnout gear outer-shell-and-thermal-liner systems. It is five times
stronger than steel on an equal weight basis, yet is lightweight,
comfortable, and thermally protective.
Cả hai sợi sáng tạo này được tìm thấy trong mỗi lớp của hầu hết các thiết bị chuyển mạch để cung cấp sự bảo vệ tối ưu:
●Nhà ở
Meta aramid and Para aramid fibers are engineered together and sometimes
with other high-temperature fibers to form materials that help stand
up to heat, stay strong, and protect the inner components. Para aramid
filament is engineered into premium fabrics to help reduce fabric
profile while strengthening fabrics to new levels of performance.
●Chống ẩm
Fabrics made of meta aramid fiber and non-wovens help
the most trusted and reliable moisture barrier manufacturers provide
strong flame-resistant substrates for their liquid-impermeable films.
The moisture barrier helps protect against the intrusion of water,
chemicals, and viral agents. These barriers are also breathable, which
allows metabolic heat to escape and helps reduce the overall heat stress
during strenuous activities.
●Lót cách nhiệt
Meta aramid and Para aramid fiber batts and the meta aramid non-wovens are combined
with face cloths made with meta aramid and para aramid fiber to help provide
durable, flexible, heat-insulating components. Thermal liners made with
multi-layer meta aramid non-wovens are among the thinnest, most
flexible, most breathable components on the market. Face cloths using para aramid filament yarns help reduce surface friction, improving overall
garment mobility. Water-wicking or -repellent finishes on individual
layers improve moisture management and reduce garment-drying time.
Aerogel: Vật liệu quản lý nhiệt tuyệt vời, không còn phải lo lắng về việc tự đốt cháy xe năng lượng mới!
Khi mùa hè đến, những chiếc xe năng lượng mới có nhiều rủi ro hơn. Ở nhiệt độ cao, thỉnh thoảng có tin tức về sự tự bốc cháy.
Mặc dù sự tự bốc cháy của một chiếc xe năng lượng mới, giống như con mèo của Schrödinger, có thể không xảy ra, nhưng những nguy hiểm có thể xảy ra vẫn khiến mọi người sợ hãi.
Tại sao xe chạy bằng năng lượng mới lại tự bốc cháy? Có giải pháp nào không?
Tự bốc cháy không phải là vô hình, pin quá nóng là thủ phạm
Nhiều người sẽ cho rằng việc tự bốc cháy của xe năng lượng mới là do nhiệt độ động cơ quá cao hoặc vỏ xe quá nóng, nhưng trên thực tế, việc tự bốc cháy của xe điện nguyên chất chủ yếu là do bộ pin.
Nhiều loại pin lưu trữ năng lượng cho năng lượng mới
Chẳng hạn như pin niken-hydro, pin natri-lưu huỳnh, v.v., nhưng được biết đến rộng rãi nhất là pin lithium.
Trong quá trình sạc và xả, khi mật độ năng lượng tăng lên, nguy cơ mất kiểm soát nhiệt cũng tăng theo. Nếu tại thời điểm này xảy ra va chạm ô tô, biến dạng pin, rách màng ngăn, rò rỉ chất điện phân dễ cháy, có thể dẫn đến ngắn mạch thiết bị sống, Tự bốc cháy xảy ra.
Ngoài việc pin bị vỡ và cháy do va chạm bên ngoài, pin lithium cũng có thể tạo ra tắc nghẽn bên trong sau khi sạc nhiều lần. Khi dòng điện đi qua, ngắn mạch xảy ra, dẫn đến hỏa hoạn.
Vì cấu trúc pin của hầu hết các xe năng lượng mới là các gói pin bao gồm các pin nhỏ, nếu pin ngắn mạch không có bất kỳ biện pháp bảo vệ nào, nó có thể nhanh chóng lan sang toàn bộ gói pin và thậm chí gây nổ.
Các miếng nhỏ cũng được sử dụng cho các mục đích lớn và aerogel đã trở thành công nghệ quan trọng để giải quyết vấn đề này.
Nếu được bảo vệ và bảo vệ tại nguồn, phản ứng dây chuyền do pin nhỏ gây ra bởi sự tự bốc cháy của pin có thể cải thiện đáng kể sự an toàn của xe năng lượng mới.
Nếu chúng ta bọc pin bằng vật liệu cách nhiệt, ngay cả khi ngắn mạch xảy ra, nó sẽ không ảnh hưởng đến các gói pin khác và nó sẽ không lan ra toàn bộ xe.
Vật liệu quản lý nhiệt tốt nhất hiện nay được quốc tế công nhận để đóng gói pin là aerogel.
Aerogel là chất rắn nhẹ nhất trên thế giới, nhưng nó có đặc tính cách nhiệt siêu mạnh.
Nó trông giống như một lớp mỏng "gió yếu", nhưng nó có thể chịu được sự đốt cháy trực tiếp của ngọn lửa nhiệt độ cao trong 60 phút.
Có thể tưởng tượng rằng nếu mỗi pin của một chiếc xe năng lượng mới được bọc trong một lớp aerogel, nó sẽ không truyền nhiệt cho các pin và bộ phận khác ngay cả khi pin riêng lẻ đạt đến nhiệt độ cao, do đó làm cho một chiếc xe năng lượng mới ít có khả năng tự bốc cháy.
Đồng thời, vì aerogel cực kỳ nhẹ và mỏng, chỉ một nửa độ dày của các thành phần truyền thống có thể đạt được hiệu quả bảo vệ pin, điều này không chỉ có thể đạt được trọng lượng nhẹ của xe, mà còn có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ của pin, có thể nói là công nghệ tốt nhất để giải quyết vấn đề pin xe năng lượng mới
Vật liệu mới tiềm năng trong tương lai
Ngành công nghiệp vật liệu là ngành công nghiệp cơ bản của nền kinh tế quốc dân và vật liệu mới là tiền thân cho sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu. Graphene, ống nano carbon, hợp kim vô định hình, bọt kim loại, chất lỏng ion... 20 vật liệu mới mở ra những cơ hội không giới hạn cho sự phát triển của ngành công nghiệp vật liệu.
Hiện nay, cuộc cách mạng khoa học - kỹ thuật phát triển nhanh chóng, vật liệu mới, sản phẩm mới thay đổi từng ngày, nhịp bước nâng cấp ngành nghề tăng nhanh. Sự hội tụ của công nghệ vật liệu mới với công nghệ nano, công nghệ sinh học và công nghệ thông tin, sự hội tụ của cấu trúc và chức năng, xu hướng thông minh hóa vật liệu chức năng là rõ ràng.
Bài viết này đã chọn 20 loại vật liệu mới dựa trên tiến trình nghiên cứu của các viện nghiên cứu và công ty nổi tiếng trong và ngoài nước, đánh giá truyền thông khoa học và công nghệ và nghiên cứu điểm nóng trong ngành. Dưới đây là chi tiết về các tài liệu liên quan (không theo thứ tự cụ thể).
1. Graphene
Đột phá: Độ dẫn đặc biệt, điện trở suất cực thấp và di chuyển điện tử cực nhanh, mạnh hơn thép hàng chục lần và truyền ánh sáng tuyệt vời.
Xu hướng phát triển: Giải Nobel Vật lý 2010 đã làm cho graphene trở nên rất phổ biến trong thị trường công nghệ và vốn trong những năm gần đây. Trong 5 năm tới, graphene sẽ được sử dụng trong các lĩnh vực như màn hình quang điện, chất bán dẫn, màn hình cảm ứng, thiết bị điện tử, pin lưu trữ năng lượng, màn hình, cảm biến, chất bán dẫn, hàng không vũ trụ, quân sự, vật liệu tổng hợp, y sinh và các lĩnh vực khác sẽ trải qua sự tăng trưởng bùng nổ.
Viện nghiên cứu chính(Công ty): Công nghệ Graphene, Vật liệu Angstron, Quảng trường Graphene, Công nghệ Forsman, v.v.
2. Aerogel
Đột phá: Độ xốp cao, mật độ thấp, trọng lượng nhẹ, dẫn nhiệt thấp, cách nhiệt tuyệt vời. Xu hướng phát triển: Các vật liệu mới với tiềm năng lớn có tiềm năng lớn trong các lĩnh vực như tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, bảo quản nhiệt, thiết bị điện tử, xây dựng.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Fossman Technology, W.R. Grace, Công ty Fuji Silysia của Nhật Bản, v.v.
3. Ống nano carbon
Đột phá:Độ dẫn điện cao, độ dẫn nhiệt cao, môđun đàn hồi cao, độ bền kéo cao, v.v.
Xu hướng phát triển:Điện cực được sử dụng cho các thiết bị chức năng, chất mang xúc tác, cảm biến, v.v.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Unidym, Ltd., Toray Industries, Ltd., Bayer Materials Science AG, Mitsubishi Rayon Co., Ltd., Forsman Technology, Suzhou First Element, v.v.
4. Fullerene
Đột phá: Nó có tính chất quang học tuyến tính và phi tuyến tính, siêu dẫn fullerene kim loại kiềm, v.v.
Xu hướng phát triển:Trong tương lai, nó sẽ có triển vọng quan trọng trong các lĩnh vực như khoa học đời sống, y học, vật lý thiên văn. Nó dự kiến sẽ được sử dụng trong các thiết bị quang điện như bộ chuyển đổi quang, chuyển đổi tín hiệu và lưu trữ dữ liệu.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Đại học bang Michigan, vật liệu mới Xiamen Funa, v.v.
5. Hợp kim vô định hình
Đột phá: Độ bền và độ dẻo dai cao, độ dẫn từ tuyệt vời và tổn thất từ thấp, dòng chảy chất lỏng tuyệt vời.
Xu hướng phát triển: Máy biến áp mất mát thấp tần số cao, bộ phận cấu trúc thiết bị đầu cuối di động, v.v.
Viện nghiên cứu chính(Công ty): GmbH, Viện nghiên cứu kim loại của Học viện Khoa học Trung Quốc, BYD GmbH, Ltd, v.v.
6. Kim loại bọt
Đột phá: Trọng lượng nhẹ, mật độ thấp, độ xốp cao và diện tích bề mặt lớn.
Xu hướng phát triển: Nó có tính dẫn điện và có thể thay thế các lĩnh vực ứng dụng trong đó vật liệu phi kim loại vô cơ không thể dẫn điện; Nó có tiềm năng rất lớn trong lĩnh vực cách âm và giảm tiếng ồn.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Nhôm Canada (Alcoa), Rio Tinto, Symat, Hydro Na Uy, v.v.
7. Chất lỏng ion
Đột phá:Nó có độ ổn định nhiệt cao, phạm vi nhiệt độ chất lỏng rộng, độ axit và kiềm có thể điều chỉnh, phân cực, khả năng phối hợp, v.v.
Xu hướng phát triển: Nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực hóa chất xanh cũng như trong lĩnh vực sinh học và xúc tác.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Đổi mới dung môi, BASF, Viện Vật lý Lan Châu, Học viện Khoa học Trung Quốc, Đại học Tongji, v.v.
8. Nano cellulose
Đột phá: Khả năng tương thích sinh học tốt, khả năng giữ nước mạnh, phạm vi ổn định pH rộng; Cấu trúc mạng nano và tính năng cơ học cao, v.v.
Xu hướng phát triển: Nó có triển vọng rộng lớn trong y sinh học, tăng cường, công nghiệp giấy, thực phẩm tổng hợp tinh khiết, dẫn điện và vô cơ, và các hợp chất từ tính công nghiệp.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Cellu Force Canada, Cơ quan Lâm nghiệp Hoa Kỳ, Innventia Thụy Điển, v.v.
9. Nano điểm perovskite
Đột phá: Perovskite điểm nano có những ưu điểm như sức đề kháng từ trường khổng lồ, độ dẫn ion cao, oxy hóa xúc tác và giảm.
Xu hướng phát triển:Trong tương lai, nó có tiềm năng to lớn trong các lĩnh vực như xúc tác, lưu trữ, cảm biến và hấp thụ ánh sáng.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Apry, AlfaEsar, v.v.
10. Vật liệu in 3D
Đột phá: Thay đổi chế độ xử lý của ngành công nghiệp truyền thống, có thể nhanh chóng nhận ra sự hình thành của các cấu trúc phức tạp, v.v.
Xu hướng phát triển:Phương pháp tạo hình mang tính cách mạng có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tạo hình kết cấu phức tạp và gia công nhanh chóng.
Viện nghiên cứu chính
Nó được áp dụng trong các lĩnh vực như niêm phong từ tính, làm mát từ tính, bơm nhiệt từ tính, thay đổi cách làm lạnh niêm phong truyền thống và như vậy.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): ATA Applied Technology Corporation của Mỹ, Panasonic của Nhật Bản, v.v.
20. Gel polymer thông minh
Đột phá: Nó có thể cảm nhận và phản ứng với những thay đổi trong môi trường xung quanh, có đặc điểm phản ứng giống như sinh vật sống.
Xu hướng phát triển:Chu kỳ kính thiên văn của gel polymer thông minh có thể được sử dụng trong van hóa học, tách hấp phụ, cảm biến và vật liệu lưu trữ; Sức mạnh được cung cấp bởi chu kỳ được sử dụng để thiết kế "động cơ hóa học"; Khả năng kiểm soát của lưới phù hợp với hệ thống giải phóng thuốc thông minh, v.v.
Viện nghiên cứu chính (Công ty): Các trường đại học ở Mỹ và Nhật Bản.
Ứng dụng vật liệu aerogel trong xây dựng mô-đun
Xây dựng mô-đun được coi là một kỹ thuật lắp ráp trong lĩnh vực xây dựng. Các tòa nhà nhà chủ yếu được lắp ráp bằng các thành phần mô-đun đúc sẵn, có ưu điểm là lắp ráp linh hoạt, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, xây dựng đơn giản, v.v.
Trong toàn bộ ngành công nghiệp xây dựng mô-đun, lợi thế của xây dựng mô-đun là tốc độ xây dựng nhanh, ít bị hạn chế bởi điều kiện khí hậu, tiết kiệm lao động và có thể cải thiện chất lượng xây dựng một cách hiệu quả.
Trang chủ
SiO2 Aerogel là một vật liệu rắn xốp nano có thành phần chính là các hạt siêu mịn. Vật liệu này có tính dẫn nhiệt thấp, mật độ thấp, diện tích bề mặt cụ thể lớn, độ xốp cao và kích thước hạt nhỏ, hiện được coi là vật liệu rắn nhẹ nhất. Do cấu trúc vật lý đặc biệt của aerogel, nó có khả năng chống cháy mạnh, cách nhiệt và các tính chất khác. Với nghiên cứu sâu hơn về ứng dụng aerogel trong lĩnh vực xây dựng, vật liệu xây dựng mới của aerogel dần trở thành vật liệu hiệu suất cao "hứa hẹn nhất" trong lĩnh vực xây dựng.
Ứng dụng xây dựng mô-đun Airgel
Aerogel Low Carbon Nucleic Acid Sampling Cabin Dòng sản phẩm, thông qua hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời của vật liệu aerogel, có thể đạt được hiệu quả cao và tiết kiệm năng lượng và giảm 60% carbon, đồng thời đáp ứng tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy hạng A, làm cho công việc lấy mẫu axit nucleic an toàn hơn và hiệu quả hơn.
Sơ đồ quy trình sản xuất
Sử dụng tấm cách nhiệt không cháy hợp chất Airgel trong phòng lấy mẫu
Lấy mẫu trần cabin bằng cách sử dụng lớp phủ phương tiện cách nhiệt aerogel
Tấm trần cabin lấy mẫu với lớp phủ trung bình cách nhiệt Airgel+tấm cách nhiệt không cháy composite Airgel
Aerogel Composite Tấm cách nhiệt không cháy Lấy mẫu Cabin Sandwich Panel
Ứng dụng xây dựng mô-đun Airgel
Aerogel Vật liệu xây dựng mới
NO1. Tấm cách nhiệt không cháy tổng hợp Airgel
Cách nhiệt tường bên ngoài - (khu vực nóng vào mùa hè, lạnh vào mùa đông, v.v.)
Tấm cách nhiệt không cháy composite aerogel là tấm cách nhiệt không cháy được hình thành bằng cách thêm bột aerogel silica và các chất độn khác, phối hợp với một số lượng nhỏ các hạt polystyrene và vật liệu vô cơ. Nó được sử dụng để xây dựng cách nhiệt tường, cách nhiệt tường bên ngoài, cách nhiệt mái nhà xây dựng, thép màu và bảng điều khiển bánh sandwich mái, v.v.
Vật liệu cách nhiệt hữu cơ truyền thống (chẳng hạn như bảng EPS, bảng XPS và bảng polystyrene, v.v.), mức độ cháy cao nhất chỉ có thể đạt đến mức B1, ứng dụng trong xây dựng bị hạn chế, vật liệu dễ bị lão hóa trong điều kiện tự nhiên, trong khi vật liệu composite aerogel không cháy. Mức độ cháy của bảng cách nhiệt có thể đạt đến mức A, hiệu quả chống cháy tốt.
Vật liệu cách nhiệt vô cơ truyền thống (như len thủy tinh, tấm len đá, v.v.) chứa chất xơ, không thân thiện với người lao động trong quá trình xây dựng, sản phẩm có độ cứng kém, dễ hấp thụ nước, gây phồng rộp, rơi ra và các vấn đề khác, trong khi tấm cách nhiệt không cháy composite aerogel thuộc về các sản phẩm bảo vệ môi trường carbon thấp, lượng khí thải carbon chỉ bằng 60% len đá, sản phẩm có độ cứng nhất định, chất nền không chứa chất xơ, không gây hại cho cơ thể con người.
Ưu điểm cụ thể như sau:
(1) Độ dẫn nhiệt thấp đến 0,043W/(m * K);
b) Phòng cháy chữa cháy cấp A thực sự;
(3) Sản phẩm có cấu trúc lỗ kín, hấp thụ nước thấp;
(4) Tuổi thọ dài, chống lão hóa;
(5) Tính chất cơ học tốt.
NO2. Hệ thống sơn cách nhiệt Airgel
Cách nhiệt tường ngoài - (khu vực mùa hè nóng mùa đông ấm, mùa hè nóng mùa đông lạnh)
Nó là một hệ thống sơn cách nhiệt aerogel bao gồm lớp phủ, lớp lót và lớp hoàn thiện trong cách nhiệt aerogel. Nó có lợi thế về cách nhiệt, trọng lượng nhẹ, an toàn và chống cháy, bảo vệ môi trường và tuổi thọ dài.
Có thể được áp dụng cho việc cải tạo tiết kiệm năng lượng mặt tiền và mái nhà của tòa nhà. Sản phẩm có những ưu điểm như độ dày mỏng, hiệu quả giữ nhiệt tốt, trọng lượng nhẹ, an toàn và bảo vệ môi trường. Nó có thể làm giảm hiệu quả tiêu thụ năng lượng của tòa nhà. Đặc biệt, so với vật liệu cách nhiệt truyền thống, nó có lợi thế rõ ràng về độ dày, xây dựng thuận tiện và an toàn.
(1) Hiện nay, các yêu cầu về tiết kiệm năng lượng xây dựng ngày càng nghiêm ngặt. Lấy các yêu cầu của GBT50378-2019 "Tiêu chuẩn đánh giá công trình xanh" làm ví dụ, các tòa nhà 2 và 3 sao yêu cầu hiệu suất nhiệt của các cấu trúc bao vây tăng lần lượt 10% và 20%. Những hạn chế của việc đáp ứng các yêu cầu tiết kiệm năng lượng bằng cách làm dày lớp cách nhiệt bên ngoài tường bên ngoài dần dần hiện ra, chẳng hạn như nứt và đổ lớp cách nhiệt bên ngoài, rò rỉ nhiệt bên ngoài và cháy thường xuyên tại các công trường xây dựng cách nhiệt bên ngoài.
(2) Theo yêu cầu nhiệt của các vùng khí hậu khác nhau, việc lựa chọn vật liệu cách nhiệt phù hợp không chỉ có thể đạt được mục đích tiết kiệm năng lượng và cách nhiệt, mà còn có thể kéo dài tuổi thọ của tòa nhà. Trong khu vực mùa hè nóng và mùa đông ấm áp, để đáp ứng các yêu cầu tiết kiệm năng lượng, các viện thiết kế thường thiết kế và sử dụng vữa cách nhiệt vi hạt thủy tinh 30mm~40mm trên tường bên ngoài để đáp ứng các yêu cầu thiết kế tiết kiệm năng lượng.
(3) Ngược lại, sức đề kháng nhiệt của hệ thống sơn cách nhiệt aerogel 2mm có thể thay thế hoàn toàn vữa cách nhiệt microbead 40mm để thiết kế tiết kiệm năng lượng. Đồng thời, so với hệ thống thạch cao mỏng cách nhiệt bên ngoài tường ngoài của tấm polybenzen truyền thống, hệ thống sơn cách nhiệt aerogel có ưu điểm là tích hợp cách nhiệt và trang trí, xây dựng đơn giản. Nó có thể giải quyết vấn đề dễ dàng thất bại hấp thụ nước và lớp cách nhiệt rơi ra khỏi tấm cách nhiệt truyền thống.
NO.3 Màng cách nhiệt không thấm nước Airgel
Màng cách nhiệt không thấm nước Airgel là một vật liệu tích hợp cách nhiệt không thấm nước. Nó bao gồm màng nhôm phản xạ+lớp cách nhiệt aerogel+chất nền chống thấm tự dính+vật liệu màng phát hành. Sản phẩm này có ưu điểm là không thấm nước, chống nắng, cách nhiệt và làm mát, xây dựng thuận tiện, tuổi thọ cao, chống cháy tốt, chịu nhiệt tốt, độ bền liên kết cao, bảo vệ môi trường xanh, v.v.
Một là giải quyết hai vấn đề lớn là chống thấm và cách nhiệt như mái kim loại và mái nhà xây dựng bị rò rỉ.
Lợi thế ứng dụng:
Chống tia cực tím, cách ly bức xạ nhiệt mặt trời
Lá nhôm trên lớp bề mặt có khả năng chống lão hóa UV và cách nhiệt tốt.
Cấu trúc đơn giản
Dễ sử dụng, nó có thể được liên kết trực tiếp sau khi làm sạch bề mặt mái của tòa nhà; Xây dựng đơn giản, vận hành an toàn, thời gian xây dựng ngắn, hiệu quả cao, không cần bảo trì sau khi hình thành.
Độ bền liên kết cao
Độ bền liên kết tăng 80% so với cuộn tự dính thông thường. Thời gian liên kết càng lâu, hiệu quả liên kết càng tốt.
Lớp chống thấm linh hoạt có thể thích nghi với sự giãn nở nhiệt và biến dạng co của mái nhà và biến dạng của tải trọng gió.
Nó có một loạt các ứng dụng và có thể được liên kết chặt chẽ với các bề mặt dựa trên xi măng và các bề mặt kim loại khác nhau.
Độ bền kéo cao, độ giãn dài lớn, khả năng thích ứng cao với sự co rút, biến dạng và nứt cơ sở.
Giải pháp vỏ pin sợi carbon: Cắt trọng lượng, Thêm an toàn cho EV và gói lưu trữ năng lượng
Một gói pin là một điều kỳ lạ đối với kỹ sư. Các tế bào bên trong nó nhạy cảm với nhiệt, nghiền nát, độ ẩm và rung động, nhưng vỏ bảo vệ chúng dự kiến sẽ biến mất khỏi xe hoặc giá về phạm vi, tải trọng và truy cập dịch vụ. Căng thẳng đó chính xác là nơi mà sợi carbon kiếm được vị trí của nó. Hướng dẫn giải pháp này đi bộ qua cách các vỏ hợp chất sợi carbon và các mô-đun cấu trúc giải quyết các vấn đề thực sự mà các kỹ sư gói pin phải đối mặt trong xe điện, lưu trữ năng lượng lưới và hệ thống điện di động - và cách prepreg sợi carbon, vải, tấm và các bộ phận hợp chất hoàn thành của chúng tôi phù hợp với mỗi bước.
Những gì hướng dẫn này bao gồm
Tại sao vỏ là phần cứng của một gói pin
Vấn đề cân nặng
Vấn đề tai nạn và xâm nhập
Vấn đề nhiệt và điện
Cách sợi carbon giải quyết từng vấn đề này
Sức mạnh đối với trọng lượng và độ cứng đối với trọng lượng
Anisotropy tùy chỉnh: độ cứng ở nơi quan trọng
Hành vi nhiệt và điện
Bản đồ gói: sản phẩm sợi carbon nào đi đâu
Nắp trên và nắp
Khay dưới, tấm cơ sở và cấu trúc tai nạn
Mô-đun nội bộ, máy vận chuyển thanh bus và máy giữ tế bào
Các thành phần chéo cấu trúc và khung hộp pin
Các hình thức vật chất và cách lựa chọn giữa chúng
Prepreg và autoclave hoặc ép chữa trị
Vải, NCF và sợi ngắn tái chế
Hồ sơ kéo và tấm gia công
Ma trận lựa chọn: yêu cầu đối với sản phẩm
Yêu cầu
Hình thức sợi carbon được khuyến nghị
ưu tiên
Khối lượng nắp tối thiểu, độ cứng cao
Mỏng quasi-isotropic prepreg laminate
cao nhất
Hấp thụ năng lượng tai nạn tại bờ
Vải dệt prepreg, ống bện
cao nhất
Tấm cơ sở phẳng với khuôn mặt niêm phong
Tấm ép nén, tấm CFRP gia công
cao
Các thành phần ngang cứng dài, chi phí công cụ thấp
Hồ sơ sợi carbon kéo
cao
Dấu chốt và khoảng cách không cấu trúc
Các hợp chất sợi ngắn tái chế
Trung bình
Ghi chú thực hiện quyết định xem thiết kế có hoạt động không
Cách nhiệt mạ kẽm
Chống chảy cháy và nhiệt
Kết nối, chèn và niêm phong
Chiến lược độ bền và cách điện
Vật liệu hỗ trợ: aramid, pre-oxy hóa và layouts lai
Tại sao Tanchain cho các hợp chất vỏ pin
1. Tại sao vỏ là phần cứng của một gói pin
Các tế bào nhận được hầu hết sự chú ý, nhưng vỏ là nơi khối lượng, an toàn và chi phí sản xuất lặng lẽ tích lũy. Nhầm lẫn xuất hiện như mất phạm vi, thử nghiệm tai nạn thất bại hoặc ác mộng dịch vụ. Ba áp lực kéo vào nhau trong mỗi thiết kế gói.
1.1 Vấn đề cân nặng
Một bao bì thép hoặc nhôm thông thường có thể thêm 20-35% vào khối lượng của các tế bào mà nó giữ. Trong một EV hành khách khối lượng phụ được trả hai lần - một lần là cấu trúc, và một lần nữa là pin lớn hơn cần thiết để mang nó. Khi một vỏ được lắp đặt cao trong xe, nó cũng làm tăng trung tâm hấp dẫn và làm tổn thương việc xử lý. Mỗi kilogram được loại bỏ khỏi vỏ là một kilogram có sẵn cho các tế bào, tải trọng hoặc phạm vi.
1.2 Vấn đề Crash và Intrusion
Gói ngồi thấp và ngoài tàu, chính xác nơi tác động bên và tấn công dưới cơ thể tập trung tải. Vỏ vỏ phải chống lại sự xâm nhập vào ngăn xếp tế bào, hấp thụ năng lượng tại cửa và đường ray khung, và giữ hình dạng của nó để các tế bào không bị chặt. Thép làm điều này tốt nhưng nặng nề. Nhôm làm nó nhẹ hơn nhưng cần nhiều chiều sâu phần để đạt được độ cứng tương tự.
1.3 Vấn đề nhiệt và điện
Một vỏ pin cũng là một ranh giới nhiệt và điện. Nó không được ngắn gói, phải quản lý các con đường nhiệt, và trong một sự kiện chạy trốn nhiệt, nó là tuyến phòng thủ cuối cùng giữa một tế bào bị thất bại và người cư trú hoặc giá xung quanh. Những yêu cầu này tương tác: một dây dẫn nhiệt tốt thường là một dây dẫn điện tốt, và cả hai tính chất đều theo sự lựa chọn vật liệu.
2. Làm thế nào sợi carbon giải quyết mỗi vấn đề đó
Polyme tăng cường sợi carbon (CFRP) không phải là một vật liệu duy nhất mà là một không gian thiết kế. Đó là lợi thế của nó ở đây: laminate có thể được điều chỉnh để đặt độ cứng, độ bền và hành vi nhiệt mà trường hợp tải yêu cầu, và để giữ ánh sáng ở mọi nơi khác.
2.1 Sức mạnh đối với trọng lượng và độ cứng đối với trọng lượng
Hợp chất sợi carbon cung cấp độ bền cụ thể và độ cứng cụ thể cao hơn nhiều lần so với thép và cao hơn nhôm. Được dịch thành một gói, có nghĩa là một vỏ có cùng độ cứng như một thiết kế nhôm có thể giảm trọng lượng 30-50%, hoặc cùng khối lượng có thể được chi tiêu cho cấu trúc tai nạn bổ sung và vẫn đi trước. Đối với giá lưu trữ lưới, nơi hàng chục vỏ xếp chồng trong một container, khối lượng được tiết kiệm lan truyền qua toàn bộ cấu trúc hỗ trợ.
2.2 Anisotropy tùy chỉnh: Độ cứng nơi nó quan trọng
Bởi vì các sợi chỉ mang tải dọc theo chiều dài của chúng, lớp laminate có thể được đặt theo hướng. Một nắp có thể mỏng và gần đồng nhiệt để xử lý và mục tiêu modal; một cửa có thể được xây dựng với sợi chạy bên để tồn tại xâm nhập bên; một sàn có thể bị thiên vị để uốn cong dưới ngăn xếp tế bào. Thiết kế theo hướng này là điều cho phép một vật liệu duy nhất đáp ứng các yêu cầu mà nếu không sẽ cần một số kim loại khác nhau.
2.3 Hành vi nhiệt và điện
Bản thân sợi carbon dẫn nhiệt và điện, vì vậy bề mặt CFRP thô không phải là chất cách nhiệt. Đó là một cân nhắc thiết kế, không phải là một khuyết tật: nó có thể được sử dụng cố ý như một con đường lan truyền nhiệt, và sau đó được cô lập bằng điện với các lớp bề mặt thủy tinh hoặc aramid, lớp phủ hoặc lớp cách nhiệt chuyên dụng. Chương 5 đề cập đến điều này trong thực tế.
3. Lập bản đồ gói: Sản phẩm sợi carbon nào đi đâu
Một gói không phải là một phần, và hình thức sợi carbon đúng khác nhau từng phần. Cách tiếp cận đáng tin cậy nhất là lập bản đồ vỏ về cấu trúc trước khi chọn vật liệu.
3.1 Nắp trên và nắp
Nắp phải làm gì
Nắp không mang tải tế bào nhưng phải giữ phẳng, niêm phong chống lại khay và sống sót khi mở lặp đi lặp lại trong khi phục vụ. Nó cũng là bảng điều khiển tiếp xúc nhiều nhất với thiệt hại xử lý trong quá trình lắp ráp, vì vậy độ bền bề mặt quan trọng như độ cứng.
Lay-up điển hình
Nắp thường là tấm đơn lớn nhất và nơi dễ dàng nhất để tiết kiệm khối lượng. Một lớp laminate sợi carbon mỏng - hai đến bốn lớp trong một ngăn chồng gần đồng nhiệt - cung cấp một nắp cứng, phẳng giữ hình dạng của nó thông qua chu kỳ nhiệt và đáp ứng các mục tiêu độ phẳng của khuôn mặt niêm phong. Nắp được ép nén hoặc chữa trị bằng autoclave cũng chấp nhận sườn xương và chèn được ép, vì vậy độ cứng đến từ hình học thay vì độ dày bổ sung.
3.2 Khay dưới, tấm cơ sở và cấu trúc tai nạn
Load path trước
Trước khi chọn một vật liệu, theo dõi nơi một cuộc tấn công dưới cơ thể hoặc một tác động phụ gửi tải. Nếu con đường chạy qua khay, khay là cấu trúc; nếu nó bỏ qua vào đường ray khung, khay có thể được tối ưu hóa để niêm phong và độ cứng một mình.
Khay so với tấm cơ sở
Khay dưới mang các tế bào và lấy trường hợp tải dưới cơ thể. Ở đây yêu cầu không chỉ là độ cứng mà còn là sự hấp thụ năng lượng. Vải sợi carbon dệt prepreg và ống bện nghiền dần dần và có thể dự đoán được, đó là lý do tại sao chúng xuất hiện trong chèn cửa và hộp tai nạn xung quanh gói. Một tấm cơ sở phẳng, niêm phong thường là một tấm CFRP được ép nén hoặc gia công, được chọn cho độ phẳng và khả năng gia công.
3.3 Mô-đun nội bộ, máy vận chuyển Busbar và máy giữ tế bào
Bên trong vỏ, khối lượng vẫn quan trọng nhưng không gian và số phần cũng vậy. Tấm sợi carbon mỏng và dấu khung hợp chất được gia công có thể hoạt động như khung mô-đun, máy vận chuyển thanh bus và máy giữ tế bào, thay thế một bộ bộ phận kim loại bằng ít thành phần nhẹ hơn. Bởi vì các bộ phận này thường không có cấu trúc, các công thức sợi ngắn tái chế trở nên khả thi và hiệu quả về chi phí ở đây.
3.4 Các thành viên chéo cấu trúc và khung hộp pin
Các thành viên thẳng dài - các thành viên chéo, đường ray và khung hộp pin - là nơi mà các cấu hình sợi carbon pultruded tỏa sáng. Pultrusion sản xuất các hồ sơ phần không đổi với sợi liên tục dọc theo trục, cung cấp độ cứng trục cao với chi phí dụng cụ thấp, lý tưởng cho một thành viên chỉ cần cứng, thẳng và nhẹ.
4. Mẫu vật liệu và cách lựa chọn giữa chúng
4.1 Prepreg và Autoclave hoặc Press Cure
Sợi carbon prepreg cung cấp tỷ lệ khối lượng sợi cao nhất và các đặc tính cơ học nhất quán nhất, điều quan trọng cho các bộ phận tai nạn và cấu trúc nơi bạn cần hiệu suất có thể dự đoán được và có thể tài liệu được. Nó mang theo chi phí xử lý cao hơn, vì vậy nó thường được dành riêng cho nắp, cấu trúc tai nạn và đường dẫn tải chính.
4.2 Vải, NCF và sợi ngắn tái chế
Vải sợi carbon dệt và vải không uốn là những con ngựa làm việc cho các tấm đúc có độ cong hợp chất. Họ bọc tốt, chịu đựng một loạt các quy trình, và cung cấp các tính chất tốt ngoài máy bay trong các khu vực tai nạn. Khi phần không có cấu trúc, các hợp chất sợi ngắn tái chế làm giảm chi phí và hỗ trợ các mục tiêu bền vững.
4.3 Hồ sơ Pultruded và tấm gia công
Các hồ sơ kéo và tấm sợi carbon được gia công phục vụ các yếu tố tuyến tính và phẳng. Chúng cần ít hoặc không có công cụ, có thể được cắt, khoan và liên kết trong nhà, và chuyển đổi một vỏ phức tạp thành một bộ phận được hiểu rõ. Đây thường là con đường nhanh nhất từ thiết kế đến một gói nguyên mẫu làm việc.
5. Một ma trận lựa chọn: Yêu cầu đối với sản phẩm
Bảng dưới đây là lối tắt chúng tôi sử dụng với các kỹ sư gói khi một thiết kế vẫn còn lỏng. Đọc từ trái sang phải: yêu cầu điều khiển hình thức vật liệu, sau đó điều khiển câu hỏi mua sắm.
Yêu cầu
Hình thức sợi carbon được khuyến nghị
ưu tiên
Khối lượng nắp tối thiểu, độ cứng cao
Mỏng quasi-isotropic prepreg laminate
cao nhất
Hấp thụ năng lượng tai nạn tại bờ
Vải dệt prepreg, ống bện
cao nhất
Tấm cơ sở phẳng với khuôn mặt niêm phong
Tấm ép nén, tấm CFRP gia công
cao
Các thành phần ngang cứng dài, chi phí công cụ thấp
Hồ sơ sợi carbon kéo
cao
Dấu chốt và khoảng cách không cấu trúc
Các hợp chất sợi ngắn tái chế
Trung bình
6. Ghi chú thực hiện quyết định liệu thiết kế có hoạt động hay không
Sự lựa chọn vật chất chỉ là một nửa câu chuyện. Bốn chi tiết quyết định liệu một vỏ sợi carbon có hoạt động trong lĩnh vực hay không xác nhận.
6.1 Cách nhiệt mạ kẽm
Nơi nó cắn
Măn mòn xuất hiện đầu tiên tại các lỗ bu lông, các dòng rivet và bất kỳ khoang nào chạm vào CFRP thô trong khi vẫn ướt. Dấu chốt là điểm lỗi đầu tiên thông thường trong dịch vụ thực địa.
Thiết kế sửa chữa
Sợi carbon là cathode so với nhôm và thép. Khi một bộ phận CFRP gặp một phần dính kim loại hoặc khoang, kim loại bị ăn mòn. Sửa chữa tiêu chuẩn là một lớp cách nhiệt kính hoặc aramid ở giao diện, cách nhiệt máy giặt hoặc ống lót, và một chất niêm phong giữ độ ẩm ra khỏi khớp. Đây là giá rẻ để thiết kế và đắt tiền để trang bị lại.
6.2 Hỏa hoạn và nhiệt chạy chứa
Một vỏ được dự kiến sẽ cung cấp cho hành khách và thiết bị xung quanh thời gian để thoát khỏi một chạy trốn nhiệt. Hợp chất sợi carbon có thể được kết hợp với lớp phủ intumescent, felt aramid hoặc rào cản sợi oxy hóa trước để tạo thành một hệ thống bảo vệ thụ động lớp làm trì hoãn ngọn lửa và truyền nhiệt. Ràng rào được thiết kế như một hệ thống, chứ không phải là một vật liệu duy nhất.
6.3 Kết nối, chèn và niêm phong
Composite không thích các bu lông có tải điểm. Cách tiếp cận đáng tin cậy là chèn đúc hoặc liên kết, đường dẫn tải lan rộng và khuôn mặt niêm phong được thiết kế với độ phẳng đủ để lấy một đệm. Các khớp nối được bolt thông qua một lớp laminate nên luôn được thiết kế với khoảng cách cạnh và diện tích mang đủ, và khi có thể được thay thế bằng các khớp nối liên kết hoặc lai.
6.4 Chiến lược độ bền điện và cách điện
Bởi vì sợi carbon dẫn điện, cách điện của gói không thể dựa vào kết hợp cấu trúc. Thiết kế trong cách nhiệt chuyên dụng - các lớp bề mặt kính, phim cách nhiệt hoặc lớp phủ - và đối xử với cấu trúc CFRP như một cơ thể dẫn điện phải được cách điện và đặt đất theo ý định.
7. Vật liệu hỗ trợ: Aramid, Pre-oxy hóa và Hybrid Lay-Ups
Sợi carbon hiếm khi hoạt động một mình trong vòng pin. Sợi dài aramid và vải aramid bổ sung khả năng chịu đựng tác động và cách điện, làm cho chúng trở thành đối tác tự nhiên cho sợi carbon trong các loại laminate lai. Sợi sợi oxy hóa trước, vải và cảm thấy mang lại khả năng chống cháy và cách nhiệt vào lắp đặt, hữu ích xung quanh rào cản chạy trốn và xung quanh các thành phần nóng. Sợi thủy tinh vẫn là lớp cách ly tiêu chuẩn tại các giao diện kim loại. Cùng nhau các vật liệu này cho phép vỏ đáp ứng các yêu cầu cơ học, nhiệt và điện trong một cấu trúc thay vì ba cấu trúc riêng biệt.
8. Tại sao Tanchain cho pin bao vây hợp chất
Tanchain cung cấp chuỗi sợi carbon đầy đủ mà một chương trình vỏ pin cần: tiền chất sợi carbon, sợi carbon, vải sợi carbon, sợi carbon prepreg, tấm sợi carbon gia công, hồ sơ pultruded và các bộ phận sợi carbon hoàn thành, cùng với sợi aramid, vải aramid và sợi sợi oxy hóa trước, vải và cảm thấy cho các lớp cách nhiệt và rào cản ngọn lửa. Phạm vi đó có nghĩa là một nhóm gói có thể cung cấp một bộ vật liệu được ghi chép phù hợp cho nắp, khay, cấu trúc tai nạn, mô-đun nội bộ và rào cản từ một nhà cung cấp duy nhất, với các thông số kỹ thuật nhất quán trên toàn bộ vỏ.
Nếu bạn đang thiết kế hoặc xác định lại một vỏ pin cho một EV, container lưu trữ lưới hoặc hệ thống điện di động, hãy gửi cho chúng tôi các yêu cầu - mục tiêu khối lượng, trường hợp tai nạn, trường hợp nhiệt và kiến trúc vỏ - và chúng tôi sẽ đề nghị các hình thức vật liệu và bố trí phù hợp. Khám phá các sản phẩm sợi carbon và giải pháp tổng hợp của chúng tôi, hoặc yêu cầu báo giá cho chương trình của bạn.