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碳纤维复合材料的成型工艺多达数十种,其中热压罐工艺是应用较多、最为常见的一种成型方式。将碳纤维预浸料按铺层要求铺放于模具上,将毛坯密封在真空袋后放置于碳纤维热压罐中。在真空状态下,经过热压罐设备升温、加压、保温、降温和卸压等程序,利用热压罐内同时提供的均匀温度和均布压力实现固化,从而可以形成表面与内部质量高、形状复杂、面积巨大的碳纤维复合材料制件。
碳纤维硬毡是利用聚丙烯原丝经特殊加工而成的高级纤维材料,是生产加工高级碳纤维复合材料的基本原料,广泛应用于航天、航海、冶金工业、体育用品等工业领域。聚丙烯晴基碳纤维毡,碳毡采用聚丙烯晴纤维为原料,针刺成原毡,经过预氧、碳化、高温处理而成。 本产品具有热容量小、导热系数度、导电系数高、保温绝热性能好、重量轻、质地柔软。可快速升温、降温、急冷、急热、不变形,特别是在高温条件下,性能稳地,抗化学腐蚀性强,抗震性能好,可节省大量能源,易于加工成任何形状,便于在各种设备中安装使用,在真空和惰性气氛下,最高使用温度1800-2500度,是各种真空炉理想的隔热真空炉保温材料。有极好的导电性能,作为电极被广泛应用在黄金富集的应用方面。
工业化生产碳纤维按原料路线可分为聚丙烯腈 (PAN)基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶 基碳纤维三大类。从粘胶纤维制取高力学性能的碳纤维必须经高温拉伸石墨化,碳化收率低,技术难度大、设备复杂,成本较高,产品主要为耐烧蚀材料及隔热材料所用;由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展。由聚丙烯腈纤维原丝可制得高性能的碳纤维,其生产工艺较其它方法简单,而且产品的力学性能优良,用途广泛,因而自20世纪60年代问世以来,取得了长足的发展,成为当今碳纤维工业生产的主流。
真空系统检漏时,除临时应急维修用真空泥糊堵外,有氦质谱检漏仪可用氦质谱检漏仪进行真空检漏,如没氦质谱检漏仪可用医用针管吸丙酮或乙醚射到所怀疑的漏点处,观察真空表读数有无变化。也可制作留有插真空硅管孔的盲板,分段封堵真空管路,进行检漏。找到漏点以后进行维修(一般密封圈老化比较多),定时检查真空炉的滑阀泵、罗茨泵、维持泵、扩散泵油,如发现油遇水乳化,真空下跌,必须更换上面4个泵油,应每周检查一次油位和油的质量。扩散泵油油扩散泵有积炭可用化学酸洗的方法清洗。
真空炉保温是由炉体、真空机组、液压系统、控制系统、冷却系统等几部分组成的,对于气冷真空炉要具备氮气储气罐,为防止停水或水压不足等要备有高空水槽,防止因停水而烧坏或烧蚀密封件、电极等。碳纤维复合保温材料真空炉的炉体和炉门由高强度钢板焊按而成,为双层水套结构形式,炉门由齿轮、齿条传动开启和关闭,灵活方便。加热室是圆形结构,石墨管状加热器和冷却气体喷嘴沿加热室的周围成360度均匀分布,高级碳毡及柔性石墨纸作为保温材料,结构轻巧固定。定做碳纤维复合保温材料真空炉根据加热的形式可分为外热式和内热式两种。内热式是真空炉生产厂家的首选炉型,按结构的不同可分为单室、双室、三室以及连续式等真空炉,有气冷、油冷和气油两用炉。