لولههای فیبر کربن مقاوم در برابر دمای بالا، ساختارهای کامپوزیتی تخصصی هستند که برای حفظ یکپارچگی مکانیکی و پایداری ابعادی خود در محیطهایی که فیبر کربن استاندارد تخریب میشود، طراحی شدهاند.
مقاومت حرارتی یک لوله فیبر کربن تقریباً به طور کامل توسطماتریس (رزین)به جای خود فیبرهای کربن، زیرا الیاف کربن می توانند در برابر دما مقاومت کنند2000 درجهدر جوهای بی اثر
در حالی که لولههای فیبر کربن استاندارد معمولاً از رزینهای اپوکسی استفاده میکنند که تا دمای 80 تا 120 درجه را تحمل میکنند، انواع{2}}درجه حرارت بالا از سیستمهای رزینی پیشرفته برای بالا بردن این محدودیتها به میزان قابل توجهی استفاده میکنند.
سیستم های رزینی
اپوکسی-Tg بالا:اپوکسی های تخصصی با دمای انتقال شیشه بالا (Tg) می توانند به طور مداوم در آن کار کنند150-180 درجه.
سیانات استر:خواص دی الکتریک عالی و پایداری حرارتی، مناسب برای200 درجه - 250 درجه.
BMI (Bismaleimide):استاندارد صنعت برای برنامههای کاربردی هوافضا با کارایی بالا-که قابلیت کارکرد دارد250 درجه - 300 درجه.
پلی آمید:این رزینها که در شرایط شدید استفاده میشوند، میتوانند در معرض قرار گرفتن کوتاه مدت- تا400 درجهیا بالاتر
فرآیندهای تولید لوله فیبر کربن
تولید این لوله ها نیاز به کنترل دقیق دارد تا اطمینان حاصل شود که رزین به طور کامل پخته شده و به حداکثر پتانسیل حرارتی خود دست می یابد.
سیم پیچی رشته:الیاف پیوسته تحت کشش بر روی سنبه پیچ می شوند. این برای مخازن تحت فشار یا لوله هایی که به استحکام حلقه بالایی نیاز دارند ایده آل است.
بسته بندی رول:صفحات فیبر کربنی از قبل آغشته شده ("پیش آغشته شده") دور یک سنبه پیچیده می شوند. این امکان را برای جهت گیری های پیچیده فیبر (0 درجه، +/- 45 درجه، 90 درجه) برای بهینه سازی خمش و گشتاور فراهم می کند.
قالب گیری پرس:برای دستیابی به Tg بالای مورد نیاز، این لولهها اغلب تحت فشار و دمای بالا در اتوکلاو پخت میشوند تا حفرهها را از بین ببرند و از حجم بالای فیبر اطمینان حاصل کنند.
لولههای فیبر کربنی مقاوم در برابر دمای بالا در صنایعی که اجزا باید در گرمای شدید بدون از دست دادن شکل یا استحکام خود دوام بیاورند بسیار مهم هستند. از آنجایی که فیبر کربن ذاتاً «مقاوم در برابر خزش-مقاوم است (تحت فشار-درازمدت کش نمیآید یا تغییر شکل نمیدهد)، در محیطهای-گرمای{{5} زیاد، عملکرد بهتری از فلزات دارد.
در زیر برنامه های اصلی طبقه بندی شده بر اساس صنعت و مورد استفاده خاص آمده است.
1. صنعتی و تولیدی
لولههای با دمای بالا اغلب برای جایگزینی قطعات فولادی یا آلومینیومی سنگین در کارخانهها برای افزایش سرعت و دقت استفاده میشوند.
کوره های عملیات حرارتی: به عنوان غلتک یا میله نگهدارنده قطعات متحرک از طریق کوره های صنعتی استفاده می شود. برخلاف فولاد، آنها در دماهای بالا تاب نمیخورند یا "افت میکنند".
روباتیک انتهای{0}}اثرگذارها: در ریخته گری یا تولید شیشه، بازوهای رباتیک از لوله های فیبر کربن برای رسیدگی به مواد داغ استفاده می کنند. طبیعت سبک وزن به ربات اجازه می دهد تا سریعتر حرکت کند، در حالی که مقاومت حرارتی از یکپارچگی ساختاری بازو محافظت می کند.
2. خودرو و ورزش موتوری
در وسایل نقلیه با کارایی بالا، کاهش وزن بسیار مهم است، اما بسیاری از قطعات در نزدیکی موتور یا اگزوز قرار دارند.
سپرهای حرارتی اگزوز: لولهها یا نیم-لولههایی که برای پوشاندن سیستمهای اگزوز استفاده میشوند و از قطعات الکترونیکی حساس در برابر گرمای تابشی محافظت میکنند. توربوشارژر
کانال کشی: لوله های فیبر کربن هوای فشرده و گرم شده را از توربو به اینترکولر می برند.
محورهای محرک: شفتهای درایو با عملکرد بالا-میتوانند گرمای داخلی را از طریق اصطکاک RPM بالا- تولید کنند. رزینهای{3}}Tg بالا از نرم شدن شفت در طول مدت زمان-سرعت بالا جلوگیری میکنند.
3. انرژی و تحقیقات
سلول های سوختی هیدروژنی: مورد استفاده در مسکن سازه و لوله کشی که مدیریت حرارتی یک چالش دائمی است.
