2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27
Les industries de pointe et la construction ont récemment maîtrisé de nombreuses technologies fondamentalement nouvelles, dont la plupart sont associées à des matériaux innovants. Un utilisateur ordinaire pourrait remarquer la manifestation de ce processus sur l'exemple des matériaux de construction avec l'inclusion de composites. Toujours dans l'industrie automobile, des éléments en carbone sont introduits pour augmenter les performances des voitures de sport. Et ce ne sont pas tous les domaines dans lesquels la fibre de carbone est utilisée. La base de ce composant est constituée de fibres de carbone, dont une photo est présentée ci-dessous. En fait, l'unicité et la distribution active des composites de nouvelle génération résident dans les qualités techniques et physiques inégalées.
Technologie de production
Pour la production de matériel, les matières premières sont utilisées sous forme de fibres naturelles ou chimiques d'origine organique. De plus, à la suite d'un traitement spécial, seuls les atomes de carbone restent de la pièce d'origine. La principale force d'influence est la température. Le procédé technologique implique la mise en œuvre de plusieurs étapes de traitement thermique. Lors de la première étape, la structure primaire est oxydée dans des conditions de température allant jusqu'à 250 °C. A la prochaineAu stade, la production de fibres de carbone passe dans la procédure de carbonisation, à la suite de laquelle le matériau est chauffé dans un environnement d'azote à des températures élevées jusqu'à 1500 ° C. Ainsi, une structure de type graphite est formée. L'ensemble du processus de fabrication est complété par un traitement final sous forme de graphitisation à 3000 °C. A ce stade, la teneur en carbone pur des fibres atteint 99 %.
Où la fibre de carbone est-elle utilisée ?
Si dans les premières années de vulgarisation, le matériau était utilisé exclusivement dans des domaines hautement spécialisés, il y a aujourd'hui une expansion de la production dans laquelle cette fibre chimique est utilisée. Le matériau est assez plastique et hétérogène en termes de possibilités d'exploitation. Avec une forte probabilité, la portée de ces fibres s'élargira, mais aujourd'hui, les types de base de présentation des matériaux sur le marché ont pris forme. On peut citer notamment l'industrie du bâtiment, la médecine, la fabrication d'électrotechnique, d'électroménager, etc. Quant aux domaines spécialisés, l'utilisation des fibres de carbone est toujours d'actualité pour les fabricants d'équipements aéronautiques, d'électrodes médicales et de matériaux absorbant les radars.
Formes de production
Tout d'abord, ce sont des produits textiles résistants à la chaleur, parmi lesquels on peut distinguer les tissus, les fils, les tricots, le feutre, etc. Une direction plus technologique est la fabrication de composites. C'est peut-être le segment le plus large dans lequel la fibre de carbone est représentée comme base pour les produits destinés à la production en série.production. Il s'agit notamment de roulements, d'unités résistantes à la chaleur, de pièces et d'éléments divers qui fonctionnent dans des environnements agressifs. Les composites sont principalement destinés au marché automobile, mais l'industrie de la construction est également tout à fait disposée à examiner de nouvelles propositions des fabricants de cette fibre chimique.
Propriétés des matériaux
Les spécificités de la technologie d'obtention du matériau ont marqué les performances des fibres. En conséquence, une stabilité thermique élevée est devenue la principale caractéristique distinctive de la structure de ces produits. En plus des effets thermiques, le matériau est également résistant aux environnements chimiques agressifs. Certes, si de l'oxygène est présent pendant le processus d'oxydation lorsqu'il est chauffé, cela a un effet néfaste sur les fibres. Mais la résistance mécanique de la fibre de carbone peut rivaliser avec de nombreux matériaux traditionnels considérés comme durs et résistants aux dommages. Cette qualité est particulièrement prononcée dans les produits en carbone. Une autre propriété recherchée par les technologues de divers produits est la capacité d'absorption. En raison de sa surface active, cette fibre peut être considérée comme un système catalytique efficace.
Producteurs
Les leaders du segment sont des entreprises américaines, japonaises et allemandes. Les technologies russes dans ce domaine ne se sont pratiquement pas développées ces dernières années et sont toujours basées sur les développements de l'ère soviétique. A ce jour, la moitiéLes fibres produites dans le monde sont représentées par les sociétés japonaises Mitsubishi, Kureha, Teijin… L'autre partie est partagée entre les Allemands et les Américains. Par exemple, du côté américain, c'est Cytec, et en Allemagne, la fibre de carbone est produite par SGL. Il n'y a pas si longtemps, la société taïwanaise Formosa Plastics est entrée dans la liste des leaders dans ce domaine. En ce qui concerne la production nationale, seules deux sociétés sont engagées dans le développement de composites - Argon et Khimvolokno. Dans le même temps, les entrepreneurs biélorusses et ukrainiens ont réalisé des réalisations importantes ces dernières années, maîtrisant de nouvelles niches pour l'utilisation commerciale de la fibre de carbone.
L'avenir des fibres de carbone
Étant donné que certains types de PRFC permettront bientôt la production de produits capables de conserver leur structure d'origine pendant des millions d'années, de nombreux experts prédisent une surproduction de ces produits. Malgré cela, les entreprises intéressées continuent de faire la course aux mises à niveau technologiques. Et cela est largement justifié, puisque les propriétés des fibres de carbone sont d'un ordre de grandeur supérieures à celles des matériaux traditionnels. Il suffit de rappeler la force et la résistance à la chaleur. Sur la base de ces avantages, les développeurs explorent de nouveaux domaines de développement. L'introduction du matériau couvrira très probablement non seulement des domaines spécialisés, mais également des domaines proches du consommateur de masse. Par exemple, les éléments ordinaires en plastique, en aluminium et en bois peuvent être remplacés par de la fibre de carbone, qui surpassera les matériaux conventionnels dans un certain nombre de qualités de performance.
Conclusion
De nombreux facteurs empêchent l'adoption généralisée de fibres synthétiques innovantes. L'un des plus importants est le coût élevé. Étant donné que la fibre de carbone nécessite l'utilisation d'équipements de haute technologie pour la fabrication, toutes les entreprises ne peuvent pas se permettre de l'obtenir. Mais ce n'est pas le plus important. Le fait est que tous les fabricants ne sont pas intéressés par des changements aussi radicaux dans la qualité des produits. Ainsi, tout en augmentant la durabilité d'un élément de l'infrastructure, le fabricant ne peut pas toujours effectuer une mise à niveau similaire sur les composants adjacents. Le résultat est un déséquilibre qui annule tous les acquis des nouvelles technologies.
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