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碳纤维高温石墨化炉及材料选用

来源:未知   作者:admin    发布时间: 2020-04-08 01:55   

碳纤维高温石墨化炉及材料选用

  碳纤维高温石墨化炉及原料选用刘咏梅 ,王维新(辽宁天维纺织磋商修筑打算有限公司 ,辽宁 沈阳 110016) 摘要 先容了临盆碳纤维的高温石墨化炉体原料的选用条件。证明了采用相宜的炉体原料可俭朴 能源 ,普及出力 化学纤维;碳纤维 ;高温石墨化炉 ;布局 ;原料 ;选用 中图分类号 TQ342.742 文献标识码 100522054 0220046 203 绪论碳纤维是由聚丙烯腈纤维 、沥青纤维 、粘胶丝或 酚醛纤维经氧化 、炭化等进程制得的含碳量为 90 以上的纤维。此中含碳量高于 99 %的称石墨纤维 碳纤维是一种纤维状炭原料,其最大特征就正在 的弹性模量高,高弹性模量碳纤维的抗变形能 。碳纤维的比重 不到钢的 但它强度高 ,有很高的“比强度 ”(比强度 =原料的 强度 极限 原料的密度 原料的比强度愈高,则构件自重愈小 ,比模量愈高 则构件的刚度愈大,这已预示了碳纤维正在工程上的 空旷操纵前景 高温石墨化炉碳纤维石墨化管制的紧要目标是惹起纤维石墨 化晶体取向 ,以普及碳纤维的弹性模量 。临盆碳纤 维是正在高温密封的石墨化炉内实行的 。炉两头用高 纯氩气气封 。发烧体为石墨原料 ,石墨管既是高温 炉的炉管又是发烧元件 ,加热温度普通正在 800。应用密封安装守卫石墨管不被氧化特殊 枢纽 。密封手段有水密封 、水银密封 、守卫气体正压 密封等 。为了防御微量的氢氰酸逸出 ,可正在出口处 外加电热安装令其了解 。微量氧气混入 ,不光对碳 纤维有所损坏 ,还会大大缩短石墨管寿命 。石墨化 、炭黑或刚玉作保温隔热原料。石墨化炉 启动前 ,要预先抽真空并屡次用高纯氩冲洗 ,尽或者 000以上的高温下 ,碳很容易和氧反映使纤维断 裂和缩短炉管寿命 000高温下 实行的 ,工业上惟有通过电加热才略告竣 ,普通采用 通电电阻加热或感到加热 。电阻加热是由水冷电极 直接感化正在石墨管上 ,通过电流的热效应使石墨管 发烧 。感到加热是通过感到电流爆发的磁力线蚁合 正在石墨管上 ,由电磁的感到感化爆发涡旋电流 墨管加热。别的 ,也可使用碳纤维自身导电的职能 直接发烧 。直接发 高温材质 ,又可大大地俭朴能源,是进步石墨化炉所追寻的 目的和磋商目标 。原料纪录 ,如采用管式石墨化炉 制取碳纤维 ,需电能 300 kW 采用直接通电手段制取同样数目和职能的产物 ,仅耗电 018 kW 石墨化炉最大的热耗费是石墨化炉向界限散失的热量 ,极度是炉子加热后期 。这个人开热所占比 例相当大 ,通电后期输入的电功率惟有一小个人用 于普及炉管温度 ,大个人破费于向炉子界限散失的 热量 。由此可妥善 填补 ,采用热导率较低的保温原料,普及石墨化通电上 升功率 ,使炉芯温度尽速抵达所须要的最高温度 2009202 225 作家简介 :刘咏梅 1983年结业于大连轻工 业学院 (现大连工业大学 :碳纤维高温石墨化炉及原料选用47 少石墨化炉的散热 211石墨化炉炉体 碳纤维石墨化炉壳体是由寻常 碳素钢板卷制而 ,壳体内应用特种耐火原料作保温原料,普通由耐 、隔热层和守卫层构成。石墨化炉的寿命取决 于耐火原料的性子 。为了保障炉子的气密性 ,耐火 衬里的内轮廓必需砌筑得圆而腻滑 ,不然影响衬里 的气密性 ,又不耐气流冲洗 。其它 ,炉上还留有测温 石墨化炉应用时,要特殊留神受急冷 度蜕化,当停产检修时 ,如炉子不行用煤气或其它热 源保温 ,则必需将炉体前后堵苛 ,防御炉子受急冷而 炸裂 。防御金属物进入炉内接触刚玉炉衬 ,由于金 属和刚玉原料天生低熔点共熔物 ,消重了耐火度 炉体片面烧熔。冷却水套要打算合理 ,防御因片面 过热而烧坏 ,避免水进入炉内而使炉体炸坏 。别的 炭黑填充料不得受潮。石墨化炉必需加罩 ,烟气应 实行管制切合程序后才略排放 212石墨化炉测温 石墨化炉的精确测温是尚未解 决的困难 因是因为石墨化炉情况的繁杂性,还没有找到相宜 的热电偶 丈量云云 。目前,石墨化炉温局限紧要通过“先导功 ”、“上升功率”和全炉部署破费电量实行间接控 600以下 可用铂铑 600以上 可用光学高温计或光电高温计测定 ,普通最大方程 可达 200。因为石墨化炉内烟气较众 ,测温时需 要采纳相应的要领 ,如采用空心石墨管行动测温孔 、用氮气或氩气吹扫烟气和对测温仪器的某些部件实行水冷却守卫等 炉体发烧原料高温石墨化炉是高模量碳纤维及石墨纤维临盆 线上的枢纽筑设 ,为普及石墨化炉的应用寿命 ,石墨 发烧体的选材和打算至闭苛重 。石墨化炉的石墨管 是正在高温 、应力和侵蚀性介质的感化下持久劳动的 损坏来因紧要是因为氧化变脆而折断,一朝损坏后 则不行反复使用 。以是 ,炉管的原料选用 、加工筑制 科学与否 、炉体打算合分歧理 、应用及爱护的准确与 否是延迟石墨化炉寿命至尽量亲切石墨化炉最长命 命限日的苛重枢纽 。广泛应用各项同性的高纯石墨 行动发烧原料 311石墨原料 石墨原料是目前已知的最耐高温的 轻质原料之 。石墨的耐高温职能和普通原料分歧,当温度升 ,不只不熔软,强度反而普及 ,普通原料早已熔化以至酿成气体,而石墨的抗 拉强度反而比室温时普及 。石墨及其原料的线 ,其值是很小的。较低的膨胀系数使其具有优异 的热安祥性 。以是 ,石墨能耐急冷急热的温度蜕化 石墨的导电性比普通非金属矿高100 。但石墨易氧化 550以上已很明显 ,故适宜正在低氧情况或 守卫气体中应用 石墨管最好选用各向同性石墨,它与寻常石墨 的职能对照睹外 1。各向同性石墨的归纳职能明显 优于寻常石墨 。正在同样的石墨化温度下 各向同性石墨的热损耗小,应用寿命简直是寻常石 墨的两倍 ,可安祥连气儿临盆 。同时 ,高纯石墨 、高密 度的石墨也是选材对象 各向同性石墨与寻常石墨的职能对照项目 各向同性石墨 寻常石墨 cm硬度 (邵氏 7853. 00 5627. 00 49弯曲强度 cm312 石墨管轮廓质料条件 石墨管轮廓质料条件紧要有以下几个方面 轮廓不允 013~110mm 的纵向裂纹 ,其长度