了解德国工业级碳纤维制造商SGL Carbon公司:碳/碳复合材料应用实例

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德国SGL Carbon公司(西格里碳素)是全球领先的碳素石墨材料以及相关产品的制造商之一。西格里集团涵盖了从原丝到碳纤维、织物和预浸料、再到CFRP部件成品在内的完整业务链。

碳/碳复合材料概述

碳纤维增强碳(C/C,CFRC)复合材料作为一种高强度复合材料,通常是以碳或石墨为基体,并使用坚固的碳纤维增强制备而成。

C/C复合材料的种类繁多,但该材料应用领域主要集中于要求苛刻的高温应用环境。SGL Carbon公司目前销售的C/C复合材料产品品牌名称为SIGRABOND。该型C/C复合材料的典型特性包括:

轻巧(可以完美地完成自动化任务);

在高温下非常坚固;

高度抗断裂;

高抗热震性;

低热膨胀。

碳/碳复合材料制造工艺及应用

碳纤维和树脂是制造C/C复合材料材料所需的原材料。模压成型是通过层压或缠绕然后压制和固化零件的过程完成的。碳化和石墨化步骤是热制造过程的一部分。在最终的处理阶段,通过机械加工将工件加工成所需的尺寸,其大致加工流程如下图所示:

目前SIGRABOND品牌C/C复合材料系列产品的主要应用领域包括以下领域:

加热元件和炉衬标准件;

Premium用于加热元件和高应力零件;

充电架;

圆柱形零件用绕线机;

机械紧固件;

高温炉中的隔热板

Sinter适用于高温应用,尤其是用于烧结工艺。

碳/碳复合材料应用实例

3.1 C/C赛车制动盘

在高速、热应力、磨损小、响应速度快等技术需求牵引下,赛车行业对制动技术需求很大。碳纤维增强碳(C/C)制动器具有很高的抗热震性,并且在低重量和高耐磨性的情况下具有一致的无衰减制动性能。

上述优异特性使得C/C复合材料成为赛车制动盘的首选材料,目前赛车制动转子和制动衬块完全由C/C复合材料制成,因为这种材料既具有构造性又具有耐摩擦性。

3.2 耐摩擦材料

基于C/C复合材料的SIGRACOMP碳摩擦材料,是由碳纤维织物和热解碳粘合剂组成的,碳基体包围纤维,防止磨损。此外,多孔材料结构在摩擦学系统中提供了优良的润滑效果。

原创 钱 鑫 博士

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