Тъканите от въглеродни влакна придобиха значителна популярност в различни индустрии поради своите изключителни свойства, като високо съотношение на якостта и тегло, твърдост и химическа устойчивост. Сред различните видове тъкани от въглеродни влакна, тъканта на червените въглеродни влакна се откроява не само със своя отличителен външен вид, но и заради уникалния си набор от физически и механични свойства. Едно от основните свойства, които често попадат под контрол за материали, използвани в инженерството и висококачествените приложения, е топлинната проводимост. В този блог, като доставчик на тъкан от червени въглеродни влакна, ще се задълбоча в топлинната проводимост на тъканта на червените въглеродни влакна, ще проуча неговите влияещи фактори и ще обсъдя нейните последици в различните приложения.
Разбиране на топлинната проводимост
Термичната проводимост е мярка за способността на материала да води топлина. Определя се като количеството топлина (във вата), предавано през дебелина на единица (в метри) на материал в посока, нормална до повърхност на единица площ (в квадратни метра) поради градиент на единична температура (в Келвин на метър). Si единицата на термичната проводимост е w/(m · k).
Топлинната проводимост на даден материал зависи от няколко фактора, включително неговия химичен състав, кристална структура, плътност и наличие на примеси или добавки. За тъканите от въглеродни влакна тези фактори играят жизненоважна роля за определяне на това колко добре могат да прехвърлят топлина.
Топлинна проводимост на тъкани от червени въглеродни влакна
Материята от червените въглеродни влакна по същество е вид плат от въглеродни влакна, който е обработен или боядисан за постигане на червен цвят. Основният материал е въглеродни влакна, което е известно със своята сравнително висока топлинна проводимост в сравнение с много други влакна като стъклени влакна или арамидни влакна.
Въглеродните атоми във въглеродните влакна са подредени в шестоъгълна решетка, която позволява ефективен пренос на топлина чрез решетъчни вибрации (фонони) и движение на електрон. Въпреки това, топлинната проводимост на тъканта на червените въглеродни влакна може да варира в зависимост от производствения процес, вида на използваните въглеродни влакна и наличието на всякакви добавки по време на процеса на оцветяване.
Обикновено топлинната проводимост на въглеродните влакна в посока на влакната може да варира от 10 - 100 W/(M · K), докато в напречна посока е много по -ниска, обикновено в диапазона от 1 - 5 W/(M · K). За тъканта на червено въглеродни влакна, която е тъкана структура на въглеродните влакна, общата топлопроводимост ще бъде средна стойност, която отчита ориентацията на влакната и материала на матрицата (ако има такава), използвани за задържане на влакната заедно.
Влияещи на фактори
Ориентация на фибри
Ориентацията на въглеродните влакна в тъканта значително влияе върху неговата топлопроводимост. В еднопосочната тъкан от въглеродни влакна топлопредаването е много по -ефективно по посоката на влакната в сравнение с напречната посока. В тъкана тъкан от червени въглеродни влакна, където влакната са ориентирани в множество посоки, топлинната проводимост ще бъде комбинация от проводимост в различни посоки.
Матричен материал
Ако тъканта на червените въглеродни влакна е импрегнирана с матричен материал, като епоксидна смола, топлинната проводимост на матрицата също може да повлияе на общата топлопроводимост на тъканта. Епоксидната смола има сравнително ниска термична проводимост (около 0,2 - 0,3 W/(M · K)), която може да действа като бариера за пренос на топлина. Въпреки това, добавянето на матрицата може да осигури и други предимства като подобрени механични свойства и защита на влакната.
Оцветяващи агенти
Процесът на боядисване на червеното от въглеродни влакна може да включва използването на оцветяващи агенти. Тези агенти потенциално могат да повлияят на топлинната проводимост на тъканта. Някои оцветяващи агенти могат да въведат примеси или да променят свойствата на повърхността на влакната, които могат или да подобрят или намалят способността за пренос на топлина на тъканта.
Приложения, базирани на топлинна проводимост
Аерокосмическа индустрия
В аерокосмическата индустрия термичното управление е от решаващо значение. Материята от червени въглеродни влакна може да се използва в приложения, при които се изисква разсейване на топлина. Например, той може да се използва при изграждането на компоненти на въздухоплавателните средства като топлинни щитове или термични системи за управление. Сравнително високата топлопроводимост на въглеродните влакна в посока на влакната позволява ефективен топлопренос, който може да помогне за поддържане на температурата на критичните компоненти в безопасни граници.
Електронична индустрия
В индустрията на електрониката, тъй като електронните устройства стават по -мощни и компактни, въпросът за разсейването на топлина става по -значителен. Материята с червени въглеродни влакна може да се използва като топлинен материал за разпръскване в електронни устройства като лаптопи, смартфони и високо захранващи светлини. Неговата висока якост и леки свойства го правят привлекателна алтернатива на традиционните топлинни материали, като мед или алуминий.
Автомобилна индустрия
В автомобилната индустрия тъканта на червените въглеродни влакна може да се използва в приложения, при които са необходими както здравина, така и термично управление. Например, той може да се използва при изграждането на компоненти на двигателя или спирачни системи. Способността на тъканта да провежда топлина може да помогне за намаляване на температурата на тези компоненти, подобряване на тяхната работа и издръжливост.
Сравнение с други материи за въглеродни влакна
Оранжеви въглеродни влакна тъкан
Плат от оранжеви въглеродни влакна, наличен [тук] (/Въглерод - влакна - плат/двупосочен - въглерод - влакна - плат/оранжев - въглеродни - влакна - тъкан.html), има подобни характеристики на термична проводимост с тъканта на червените въглеродни влакна. И двете се основават на въглеродни влакна, а основната разлика се крие в процеса на оцветяване. Термичната проводимост на тъканта на оранжевите въглеродни влакна също ще зависи от фактори като ориентация на влакната, матричен материал и оцветяващи агенти.
Хибридна въглеродна кевларна фибри плат
Хибридна материя от въглеродни кевларни влакна, която можете да научите повече за [тук] (/въглеродни - фибри - плат/двупосочен - въглерод - влакна - плат/хибрид - въглерод - кевлар - влакна - тъкани.html), комбинира свойствата на въглеродните влакна и кевларното влакно. Кевларните влакна имат сравнително ниска термична проводимост в сравнение с въглеродните влакна. Следователно, общата топлинна проводимост на тъканта на хибридни въглеродни кевларни влакна ще бъде по -ниска от тази на тъканите с чисти въглеродни влакна, като тъкан от червени въглеродни влакна. Въпреки това, добавянето на влакно от Kevlar осигурява други ползи като подобрена устойчивост на въздействие.
Тъкан от въглеродни влакна
Материята с въглеродни влакна, достъпна [тук] (/въглерод - влакна - плат/двупосочен - въглеродни - фибри - плат/кепър - въглерод - влакна - тъкани.html), е вид тъкан от тъкани влакна с модел на тъкане. Топлинната проводимост на тъканта на въглеродните влакна е подобна на тази на тъканта на червените въглеродни влакна, тъй като и двете са направени от въглеродни влакна. Основната разлика може да се крие в естетическия вид и механичните свойства поради различните модели на тъкане.
Контакт за поръчки
Ако се интересувате от тъкан от червени въглеродни влакна или някой от другите ни продукти от въглеродни влакна, ние ви каним да се свържете с нас за поръчки и по -нататъшни дискусии. Екипът ни от експерти е готов да ви помогне да намерите подходящия продукт за вашето конкретно приложение. Независимо дали се нуждаете от подробна информация за топлинната проводимост, механичните свойства или ценообразуването, ние сме тук, за да помогнем.
ЛИТЕРАТУРА
- Callister, WD, & Rethwisch, DG (2012). Материалознание и инженерство: Въведение. Уайли.
- Chawla, KK (2012). Композитни материали: Наука и инженерство. Спрингър.
- Gibson, RF (2012). Принципи на композитната материална механика. CRC Press.