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Bewise Inc.   www.tool-tool.com     Reference source from the internet. 

(Nb,Niobium
一种化学元素。化学符号Nb,原子序数41原子量92.90638,属周期系B族。

一 简史
       1801
1126日,英国化学家哈契特(C.Hatchett)在英国皇家学会宣读一篇论文,题目是《北美一矿物分析含有的一种至今未知的金属》他把这个金属称为Columbium(),这个矿石称为ColumbITe(钶矿)Columbia一词的来源是为了纪念十五世纪末西班牙航海家哥伦布。事实上,Hatchett发现的是钶的混合物。只不过钶占较大的比例,1844年,德国化学家H.RoseBodenmais出产的一种矿石中分离出两种性质相似元素的化合物,其中之一借用Tantalus女儿Niobe的名字,命名为Niobium()1866年,C.W.BloomstraNdH2还原铌的化物制得不纯的铌,这样在1866年时,瑞士化学家,J.C.G.MarinAC对含钶()和钽的矿石及这两种新金属的性质进行了研究,确定它们确是两种不同的元素,较轻的是钶(),较重的是钽,1950年,IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会),采用铌(Niobium)为正式元素名称Nb,但在美国工业界至今仍采用钶(Cb)作为通用名称,1907年,W.von BoltonNa还原金属化物(K3NbOF3.2H2O) 分别制得了纯铌、钽。1955年,开始工业规模生产,到1980年铌年产量达14000(80%产自巴西)


 
二 地壳含量和分布
      Nb
在地壳中含20PPm,在自然界与钽共生。主要的矿物是铌()(Fe,Mn)Nb2O6Columbite分布广泛但不集中,在马来西亚、尼日利亚提取的副产物中含相当量的金属铌化合物。
 
三 制备及用途
      Marinac1866
年采用分部结晶法分离了铌和钽的化合物,且沿用至今,利用K2NbOF3K2TaF71%HF中溶解度不同,K2NbOF3K2TbF712倍,可用甲基异丁酮提取,之后转化为五氧化物用NaC还原,或用熔融 的氟化物解制备。
     
铌化学性质非常稳定,常温下面形成致密氧化膜,阻止进一步氧化,铌可逆吸收H2,是储材料,常温下1kg Nb可吸收104kg H2,温度升至10001kgNb只能吸收4升的H2,此时Nb会很脆,置于600真空环境中,H2会重新释放,Nb又成为坚韧金属,在冶金工业,Nb可制成耐高温高
强度的特种合金和,在电子管制造业,利用Nb吸气特性,用作永久除气 剂,在原子能工业中,利用Nb热中子捕获截面小,用作热中子芯的合金材料,在快中子核反应堆上,Nb用作燃料元件的包壳,在化纤工业,利用铌优异的延展性来制造化学纤维的拉丝膜,在-263.9(9.22°)的超低温时,Nb出现超导电现象,人们利用超导(suPErconoluctwoty)现象作冷子管七十年代后,人们制成超低温电缆,其电阻几乎为0,输出效率极高。


 
   铌的主要化合物
     
化物:Nb可形成Nb3B2,Nb3B4,NbB,NbB2等结构硼化物,其沸点很高超过3000,不仅可制成粉末,还可纺丝,且由于可耐受金属熔体、熔渣、熔盐的腐蚀,可制成高温反应管,汽化舱、热电偶鞘等。
     
氮化物:Nb的氮化物有NbN,常呈半透明,极硬,化学惰性具有金属性的材料,沸点为2300,可作高温反应管,热电偶鞘等用。

 

引用出處:http://knology.chinaccm.com/phrase-2006070414482600374.html

 

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傳統高速鋼滾刀及濕切技術還能走多遠?

硬質合金滾刀和幹切加工的推動作用有目共睹。對於齒輪流水線大批量生產,高速鋼滾刀能否被硬質合金滾刀取替? 幹切是否已成為滾齒加工的必由之路,還是依然會走濕切之路?

硬 質合金滾刀雖然特別適用於滾削汽車用齒輪。但是,硬質合金滾刀在歐洲的應用程度仍然不高,這是由於隨著新型的高速鋼材料及高性能刀具塗層技術的發展,硬質 合金滾刀與高速鋼滾刀在滾齒時間上的差距可被控製在15%左右;硬質合金滾刀價格較高,若齒輪工件數量不足夠多,使用硬質合金滾刀的成本會很高;再者,使 用硬質合金滾刀時要特別小心,而且滾切參數和相應滾齒程序要編製得很細致,隻有現代滾齒機才能使用硬質合金滾刀正確滾齒,而若要更新滾齒設備,則需要巨大 的投資。就Samputensili而言,每年約生產25000把滾刀,其中硬質合金類隻占3%左右。這就是說,硬質合金滾刀每年的生產量最多為750 把。
  
齒輪幹切加工則是另外一回事。由於環保要求及處理冷卻廢液的費用很高,歐洲、美國和日本的用戶在選擇時一般會考慮幹切滾齒;而在中國、印度等發展中國家,控製汙染雖然也是一個迫切的要求,但需要時間。一旦社會對汙染問題的控製日益嚴格後,齒輪幹切加工也將會迅速發展起來。
  
哪一種齒輪精加工更流行
  
對於齒輪精加工,剃齒和磨齒之間,哪一種齒輪精加工更流行呢?
  
這首先要把一種行業與另一種行業區分開來。比方說,汽車工業使用的齒輪絕大多數還依靠剃齒進行加工。有些企業也會對後端傳動裝置齒輪進行磨削加工,這僅僅是為了消除環形圓柱齒輪上發生的任何變形。

上 述提到的齒輪加工時間減少,主要歸功於新型齒輪刀具、現代齒輪機床的發展及由此帶來的精加工餘量大幅減少和磨前齒輪質量的提高。另外,與磨齒機相比,現代 數控剃齒機常是價半功倍,可獲得熱處理前的高精度齒輪等級(高達DIN 5-6等級);而且與齒輪螺紋磨床磨削相比,加工周期也較短。
  
對 於汽車工業的齒輪,尤其是那些用在自動變速器的小齒輪,我們可以將剃齒加工後熱處理造成的變形控製在幾個微米;另外,通過齒形和齒向的修正有助於補償變 形。由於現代剃刀刃磨機的出現,如Samputensili公司所產生的S400 GS,齒形、齒向兩個參數可快速簡單修形;批量生產的時候,剃齒加工比磨削的好處多許多,相比較而言,剃齒既能保證品質,價格又合理。 

Samputensili
是齒輪機械行業名列前茅的公司之一,近年來其製造的剃刀還沒顯示出緩慢增產的兆頭。與此同時,齒輪磨削機床生產數量也在不斷上升。齒輪加工工藝的飛速發 展,齒輪機床所的操作高效快速,齒輪磨輪也有了迅速發展。這主要表現在陶瓷磨具、CBN砂輪、電鍍磨輪等方麵。用上述磨具來進行齒輪磨削加工,使加工周期 縮短。正由於加工周期逐步縮小,齒輪磨削加工的成本也隨之大幅降低。需要指出的是,有些產業對齒輪質量的要求很高,有的產業需要實現特殊的齒形,所以必須 經過磨削來完成。例如,重卡車工業、航空工程以及用於發電、變電的減速器工業,都依靠磨削去做齒輪精加工。在這些大功率產業中,齒輪磨削已處於絕對優勢。
  
齒輪批量生產的新技術
  
齒 輪的品質要求越來越高,變速噪音要求越來越低。要達到品質、噪音的雙重目標,這就要求進行精度更高的齒輪加工,實現極為複雜的齒輪齒向和齒形,目的是把變 速傳動的誤差降到最小。這意味著,在今後一個時期內,磨削仍然是齒輪成批生產的主要方法,齒輪磨削這項加工工藝可能會更加廣泛應用。但要特別注意齒輪加工 的單位成本。至今,成本低、收效大的剃齒帶來的好處是很明顯的。磨削在齒輪精加工中取得圓滿成功時,剃齒才可能大規模地被它代替。總之,無論選擇哪一種齒 輪加工方法,都要多注意實際使用情況。
  
鑒於滾齒加工目前取得了相當大的發展,很有可能滾齒後所獲的高精度也不再需要進行剃齒。齒輪燒結技術的進一步發展對齒輪製造也做出較大的貢獻,但是此方法目前正在處於萌芽狀態,很難準確預測未來發展趨勢。
  
正 如上麵所說,雖然齒輪加工技術發展變化很大,但是齒輪的單位加工成本肯定不會改變。在大批量流水生產線上,齒輪加工結構調整應該以這個參數為導向。新工藝 的發展對於質量、精度的提高大有裨益。隨著齒輪產品技術的精細化,對這兩個關鍵要素的要求越來越嚴格。盡管滿足這麼高的要求非常難,我們也必須要追求高標 準。可是,光著眼於高指標還不夠,我們更要關注的是達到價廉物美的標準,否則再好的齒輪新工藝、新功能也不會受到市場的歡迎,齒輪技術發展水平也不會進而 改善。在技術含量高的行業上,應該同時並存工藝精密和價格合理的趨勢。 

引用出處:http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4214&prev=4215&next=4213

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数控滚齿机由于传动链缩短,传动误差大为减少,提高了加工精度。但对高精度齿轮,特别是齿数多、直径大、齿面长、精度要求高且加工周期长的齿轮,它们在滚 切过程中要求有严格的工艺保证,必须控制好齿坯加工、夹具、刀具、机床调整及环境等各个环节。否则,即使采用数控滚齿机,也难以加工出合格的高精度齿轮。 

    1 齿坯加工 

    齿坯特别是直径较大的齿坯,装夹时很容易发生弹性变形,因在滚齿机上很难弥补,因此可能造成齿轮啮合精度的丧失。由于齿面加工常以齿轮孔和端面为基准面, 所以齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、孔和端面的位置精度有较高的要求(参见GB10095-88)。如6级精度的齿轮,定位孔的尺寸和形 状精度等级为IT6,粗糙度 Ra1.6µm,分度圆直径在125400mm 范围内的齿轮定位孔径向跳动和端面圆跳动公差不超过0.014mm。一般采用两种加工方法保证:直接装夹车削(一次安装完成孔和基准端面的精车)穿 轴车削(以先加工好的孔为基准,完成端面、外圆的车削)。无论采用哪种方法,都应使齿坯达到规定要求,要有一个高精度的滚齿定位基准面。

1.滚刀架 2.特制车刀架 3.车刀 4.夹具 5.滚齿机工作台



 


1

1. 心轴2.夹具座
2

    2 滚齿夹具

    滚齿夹具要有足够的强度和能满足齿轮滚齿定位的精度。夹具定位基面在其它机床上加工后再装在滚齿机工作台上,常常不容易保证平行度。

    因此,可采用在滚齿机上车削定位平面的方法。如图1所示,将滚刀和刀杆拆下,利用滚刀架上的螺栓孔,将一特制车刀架固定在滚刀架上。编一径向走刀程序,让 滚齿机工作台带动夹具转动,滚刀架送进车刀做径向进给。注意工作台的转速不要超过其额定转速,车刀切入深度一次不过0.2mm

    夹具在机床工作台上安装后如图2所示,必须检验A BC三点的跳动量,AB之间的距离视齿轮毛坯长度(几个齿轮毛坯串联加工时视几个齿轮毛坯长度的总和)而定,一般要求允许最大跳动量A处为0.006mmB处和C处为0.003mm

    3 滚刀系统的安装与调整

   滚刀杆的安装与检验 

    安装 要平稳地将刀杆装入滚刀主轴锥孔中,并用拉杆拉紧,而后松开拉杆,以消除其拉伸应力,但不得使刀杆再次脱开。重新旋紧拉杆,恰好足以夹持滚刀杆,并将其固 定。这是由于拉紧刀杆进入主轴锥孔所产生的拉力使拉杆处于拉伸状态。在机床运转过程中,因机床温升引起主轴锥孔膨胀,刀杆将被拉伸状态的拉杆更深地拉入锥 孔。当停机冷却后,主轴锥孔收缩,会给拆卸刀杆带来困难。

1.千分表 2.滚刀杆 3.主轴
3

1. 轴套 2.调整垫片 3.滚刀 4.滚刀杆 5.千分表 6.联接键
4

    检验 如图3 所示,将两块千分表分别固定在机床滚刀架上,使千分表测头触及刀杆圆柱表面。旋转滚刀杆,检验ab处,其允许跳动量由机床加工精度而定。如加工精度为6级的滚齿机,允许最大跳动量a处为0.005mmb处为0.002mm

    滚刀的安装与调整

    滚刀的安装 根据齿轮的精度,选择相当精度的滚刀,一般6级精度以上的齿轮,须用AA级精度的滚刀。用调整垫片调整好滚刀相对机床中心的位置后夹紧。滚刀的夹紧应该通 过滚刀、轴套及调整垫片端面之间的静摩擦力来达到驱动要求,即使是带轴向键槽的滚刀,一般情况下,键连接只起备用驱动作用。

    滚刀调整 对高精度齿轮的加工,必须在滚刀杆上对滚刀仔细找正。如图4 所示,将两块千分表分别固定在机床上,使其触头触到滚刀两端的找正圆面上。旋转滚刀,观察千分表的跳动情况,再通过滚刀、调整垫片或轴套方位的调整,来消 除滚刀的径向跳动。一般要求允许最大跳动量a处为0.006mmb处为0.003mm

    4 温度对加工精度的影响

    这里讨论的温度是机床温度和环境温度。对于加工周期长的大齿轮,温度的变化对齿轮加工精度影响很严重。在加工中,温度的变化会使滚齿机各个滑座相对工件的 位置发生微量的变化。实践证明,温度对齿轮精度,特别是齿向精度影响较大,会使齿轮啮合的接触斑点量下降。一般数控滚齿机都有机床内部温度自动调整功能, 并有数值显示。因此,在加工中一定要注意观察,并着重控制好室内温度,最好保持室内恒温。

    本文所介绍的滚齿工艺是针对高精度齿轮而言的,在实际应用中应视工件的具体情况和不同要求采取相应的工艺措施,以免增加不必要的费用。

 

引用出處:http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4215&prev=4216&next=4214 

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(2)Carbide Cutting tools設計

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

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来源: 作者: 发布时间:2007-09-25   

8-69a为滚齿加工 工作原理。滚齿时切削齿坯的刀具为滚刀,由于滚刀的螺旋升角较大,所以外形象一个蜗杆,滚刀在垂直于螺旋槽方向开槽,形成若干切削刃,其法向剖面具有齿条 形状。因此当滚刀连续旋转时,刀齿可视为一个无限长的齿条的移动,如图8-69b。同时刀齿由上而下的进行切削,保持齿条(滚刀)和齿坯之间的啮合关系, 滚刀就可在齿坯上加工出渐开线齿形,图8-69c 

 

 

    




滚齿加工的精度一般为87级,表面粗糙度Ra3.21.6μm 

滚齿加工是在滚齿机上进行的,图8-70为滚齿机外形图。滚刀安装在刀架上的滚刀杆上,刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。工件则安装在心轴上。

 

滚齿时滚齿机必须有以下几个运动:

1.切削运动(主运动) 即滚刀的旋转运动,其切削速度由变速齿轮的传动比决定。

 

2.分齿运动 即工件的旋转运动,其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。对于单线滚刀,当滚刀每转一转时,齿坯需转过一个齿的分度角度,即1/z转(z为被加工齿轮的齿数)。

 

3.垂直进给运动 即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动,这是保证切出整个齿宽所必须的运动,由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。

 

在滚齿时,必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致,然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上,刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。所以,必须把刀 架扳转一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时,扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。滚切斜齿轮时,还要根据斜齿轮的螺旋方向,以及螺旋角的大小来决定扳 转角度的大小及扳转方向。

齿轮滚刀是一种专用刀具,每把滚刀可以加工模数相同而齿数不等的各种大小不同的直齿或斜齿渐开线外圆柱齿轮。

 

在滚齿机上除加工直齿、斜齿外圆柱齿轮外,也可以加工蜗轮、链轮。但不能加工内齿轮。对于加工双联齿轮和三联齿轮它也受到许多限制。 

 

引用出處:http://tw.myblog.yahoo.com/lifung-biz/article?mid=4216&prev=-1&next=4215 

 

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碳纤维增强复合材料具有高强度、高模量,已在航天航空等领域广泛使用,是制造卫星、导弹、飞机的重要结构零部件的关键结构材料。它也是适用于制造汽车主结构――车身、底盘最轻的材料,受到汽车工业广泛重视。但由于碳纤维增强复合材料的价格昂贵,严重影响其在汽车工业中的应用。因此,发展廉价的碳纤维和高效率碳纤维增强复合材料的生产方法和工艺已成为汽车轻量化材料研究中的关键课题,美国、日本等已将其列为汽车轻量化材料的研究计划。

 

随着汽车工业的飞速发展,减少燃料消耗和降低对环境的污染已成为汽车工业发展和社会可持续发展急需解决的关键问题。汽车的燃料消耗和CO2废气的排放量与汽车重量存在密切的关系,美国能源部相关研究表明,美国现有的汽车,如减重25%,每天可节省750,000桶燃油,每年CO2的排放量可减少1.01亿吨,因此汽车轻量化已成为汽车工业技术发展的重要方向。除了对汽车各种零部件结构进行优化设计和改进外,采用高性能轻质材料是实现汽车轻量化的一条重要途径。如选用铝、镁、钛、高强度钢、工程塑料和复合材料等,用以制造汽车车身、底盘、发动机等零部件,可以有效的减轻汽车自重,提高发动机效率。

 

碳纤维及复合材料的性能特点

碳(石墨)纤维是以有机纤维――聚丙烯晴(PAN)纤维、粘胶纤维、沥青纤维等原丝经过预氧化、碳化、石墨化等高温固相反应工艺过程制备而成,由有择优取向的石墨微晶构成,因而具有很高的强度和弹性模量(刚性)。它的比重一般为1.701.80g/cm3,强度为12007000MPa,弹性模量为200400GPa,热膨胀系数接近于零,甚至可为负值(~1.5×10-6)。各种类型的碳纤维性能见表1

 

 

 

碳纤维同时具有导热、导电、耐高温、耐腐蚀等优良的综合性能。这些优良的综合性能使碳纤维成为先进复合材料最重要的增强纤维,可以用来增强聚合物(热固性、热塑性聚合物)组成高性能聚合物基复合材料;增强铝、镁、铜等金属组成碳/铝、碳/镁、碳/铜等金属基复合材料;增强碳、陶瓷组成耐高温的陶瓷基复合材料。碳纤维复合材料可以通过基体、纤维的选择、碳纤维含量和分布的优化设计做成性能能够满足多种要求的各种高性能构件,满足航天航空、电子信息、汽车等领域的需求。图2是碳纤维增强复合材料与钢、铝、钛等常用工程材料的强度、比模量的比数,可见碳纤维增强复合材料的比强度、比模量高出常用材料数倍,特别是碳纤维增强聚合物基复合材料的力学性能明显高出常用的工程材料。

 

 

 

由于碳纤维增强聚合物基复合材料有足够的强度和刚度,其适于制造汽车车身、底盘等主要结构件的最轻材料。预计碳纤维复合材料的应用可使汽车车身、底盘减轻重量4060%,相当于钢结构重量的1/31/6。英国材料系统实验室曾对碳纤维复合材料减重效果进行研究,结果表明碳纤维增强聚合物材料车身重172kg,而钢制车身重量为368kg,减重约50%。并且当生产量在2万辆以下时,采用RTM工艺生产复合材料车身成本要低于钢制车身。但由于碳纤维成本过高,碳纤维增强复合材料在汽车中的应用有限,仅在一些F1赛车、高级轿车、小批量车型上有所应用,如BMW公司的Z-9Z-22的车身,M3系列车顶蓬和车身,GM公司的Ultralite车身,福特公司的GT40车身、保时捷911 GT3承载式车身等。

 

 

为提高碳纤维增强复合材料的用量,美国、欧洲、日本等通过加紧研究廉价碳纤维的原丝(高品级聚丙烯晴丝)和碳纤维的低成本、高速率的生产工艺,使碳纤维的价格降低到约3美元/磅。目前碳纤维增强复合材料已用于赛车、重卡、混合动力车的各种零部件的生产。

 

碳纤维复合材料在汽车中广泛应用的障碍和解决途径

碳纤维增强复合材料在汽车中的应用目前存在一些技术障碍和问题急需研究解决。

1. 成本问题。碳纤维增强复合材料所用的纤维和基体材料价格高,是该材料在汽车工业广泛使用最大的障碍。生产碳纤维的原丝――聚丙烯晴丝较贵,美国正在研究以纺织商品级的聚丙烯晴丝为原丝并能够快速生产廉价碳纤维的工艺,可望将碳纤维的价格降至3美元/磅。

2. 缺乏大批量、高生产效率的碳纤维复合材料汽车零部件的生产方法。

需研究法政能够生长多种形状和性能的汽车零部件工艺方法,由于汽车行业特点,要求工艺成本要低,生产率要高。研究发展高效、低成本的复合材料零件生产工艺意义重大。

3. 缺乏复合材料的快速、大批量连接技术。

4. 复合材料汽车零部件的回收再利用问题。

碳纤维增强热固性树脂基复合材料的回收尚存在一定问题,有待解决。

5. 复合材料汽车零件的设计数据、试验方法、分析工具、碰撞模型等尚不完善。

 

碳纤维复合材料具有足够的强度和刚度以及优良的综合性能,它的应用将可大幅度降低汽车自重达4060%, 对汽车轻量化具有十分重要的意义,已成为汽车轻量化材料的重要发展方向。目前碳纤维增强复合材料的价格仍比较昂贵,大批量、高效率生产汽车零部件的工艺方 法仍需要进一步发展、完善。这些因素使得碳纤维增强复合材料在汽车中的应用还有限。国际上已将碳纤维复合材料在汽车中的应用列为汽车轻量化材料发展计划的 关键内容,并取得了重大进展,预期在2010年碳纤维增强复合材料将在汽车中大量应用。

引用出處:

http://www.zaoche168.com/auto/_01-ABC00000000000115023.shtml

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通常把2000~3000℃的热处理过程称为石墨化。炭纤维在此温度下处理所得的纤维称为石墨纤维。

一般炭纤维的炭化温度在1000~1500℃。热处理到1000℃时其碳含量已达 90%~92%,到1200~1500℃时碳含量可达95%左右。继续升温时,炭纤维中残留的氮、氢等非碳原子进一步被脱除,非芳构化碳减少,六角碳网平 面的环数增加,转化为类似石墨层面的组织。随着温度的不断上升,这些分布紊乱的石墨层面进一步靠拢(d002减小),转化为类似石墨的微晶状态,微晶增大(La,Lc增大),结晶态碳的比例增加,石墨层面沿纤维轴的取向度也增加。

石墨单晶的拉伸弹性模量高达1051GPa,炭纤维的拉伸弹性模量也随着最高热处理温度和石 墨化程度的升高而升高。但是其拉伸强度也将下降,这是因为在多晶材料中,晶界强度往往比晶粒内部强度小,所以初始裂纹大多存在于晶界处,且其在外力作用下 扩展时,多沿晶界进行。石墨化温度愈高,纤维中所含石墨微晶愈大,初始裂纹尺寸就愈大,纤维断裂前裂纹扩展所走的路程就愈短,所做的断裂功就愈小,即断裂 前所需储备的弹性应变势能也愈小,因此拉伸强度变小。此外石墨的蒸气压随温度升高而提高,在3000℃左右时可达103Pa,由于 碳的蒸发使纤维表面缺陷增多,拉伸强度降低。这可在密闭容器中使用高纯氩气加压石墨化的办法来解决(氩气在2000℃以上能与碳反应生成氰,故宜采用氩 气)。在进行石墨化的过程中,仍有5%左右的非碳原子进一步被排除,并以气体逸出的方式进行,因此当升温速率过大时,由于气胀作用会造成新的裂纹,并使一 部分闭气孔变为开口气孔,致使纤维的拉伸强度下降。

影响石墨纤维石墨化程度的主要因素除高温热处理条件(最高热处理温度和升温速率)外,还有原 料的石墨化难易程度。中间相沥青基炭纤维比聚丙烯腈基炭纤维容易石墨化,故目前所生产的超高模量石墨纤维大部分是以中间相沥青基炭纤维为原料的。石墨纤维 的生产是将炭纤维在两端敞口的卧式电阻炉中连续进行的,炉温为2800~3000℃,其发热体炉管多采用石墨材料做成,为了延长其寿命可在其内外壁涂以抗 氧化的物质如ZrO2、TaO等,也可采用热解炭涂层,炉管外围有一石墨圆筒,作为隔热屏,同时使炉管便于更换。石墨圆筒外的保温 材料一般为炭毡或炭黑。炭纤维丝束从一端进,从另一端出,出人口处均采用高纯脏气气封。在充高纯氩气和炉子通电升温前,需预先将炉子抽真空,尽可能将炉内 残留的氧气除去。以免在高温下,潜伏和吸附在保温材料里的氧分子与炭纤维和石墨炉管发生氧化反应,造成丝束断裂,缩短炉管寿命。

除连续石墨化方法外,还可采用间歇石墨化,方法是将炭纤维丝束排绕在石墨辊上,然后放入发热 体一石墨坩埚中,在立式密闭中频感应炉中加热,保温材料采用炭黑,最高炉温可达3200℃。问歇法与连续法相比,其优点是氩气消耗量小,并可以进行加压石 墨化和气相掺杂石墨化,缺点是产量较小、质量均匀性较差。

石墨纤维已商品化,聚丙烯腈基石墨纤维如日本东丽公司生产的M60J,其拉伸模量高达590GPa,中间相沥青基石墨纤维如美国联合碳化物公司生产的P120其拉伸模量高达830GPa,拉伸强度为2.14GPa。

引用出處:

http://baike.sososteel.com/doc/view/61042.html

 

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