设备工频耐压试验发生击穿怎么办
1 引言气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)具有供电可靠、安全性好、适应恶劣环境、占地面积小等优点,在电力系统中使用越来越多。
为了保证GIS安全可靠运行,在新安装、扩建和解体检修过程中,需按相关规程、标准进行耐压试验,以检查GIS整体及各部件的绝缘性能,保证其投运后电网的安全稳定运行。
2 试验过程2012年12月对某220 kV PT间隔的GIS进行工频耐压试验,按GB 7674-2008《额定电压72.5kV及以上气体绝缘金属封闭开关设备》规定:对220 kV GIS出厂交流耐压试验的标准加压值为460 kV。
在耐压试验过程中,A、B、C三相都发生放电现象。
具体描述:A相升压至416kV出现放电现象,重复耐压放电。
对耐压装置进行外观、接线检查,无异常,随即对装置进行空升测试,耐压装置空升正常。
对B相进行耐压试验,460kV保压35秒后出现放电现象,重复耐压放电;C相升压至440KV出现放电现象,重复耐压放电。
3 分析处理一般,排除试验装置、试验方法等外在因素的影响,致使GIS设备发生放电、闪络的因素主要是内部结构设计、电极表面状态、导电微粒等。
3.1 GIS结构设计GIS内部件在设计时,大部分采用稍不均匀电极,其发生击穿的条件是稍不均匀电极自持放电条件,其数学模型为:(1)根据电压、场强、距离的关系,以同轴圆柱电极为例,稍不均匀电极的击穿电压表达式为:(2)对于稍不均匀电场,在温度不变时,与气压和间隙形状几何尺寸有关,提高击穿电压有效值,需考虑电场分布、间隙距离、SF6压力等因素。
3.2 电极表面状态实践证明,在高气压、电场强度较高测情况下,电极表面的有毛刺、粗糙不平或凸出等会致使局部场强变大,可能导致电极击穿。
3.3 异物在GIS部件装配、维修过程中,难免会有异物的进入,它们的存在,若依附在电极上,致使电极粗糙度增加,导致击穿电压降低;若依附在绝缘件上,会使沿面闪络电压降低。
在对该GIS间隔进行拆检中,发现A相角形隔离开关断口静触头屏蔽罩处有一处放电痕迹(见图1);B相角形隔离开关断口静触头屏蔽罩处有2处放电痕迹(见图2)。
检查发现,A、B相序发生的放电现象都位于间隔隔离刀闸的静触头屏蔽位置,放电点位于屏蔽罩的顶端位置,此位置可能在加工、组装、安装等过程中出现较小的尖角毛刺导致尖端放电,致使SF6气隙击穿,对壳体放电。
C相母线导体绝缘台发生沿面闪络(见图3),此部位清洁度较差,绝缘台在静电作用下吸附微尘聚集在绝缘台上表面,导致绝缘件受到污染耐压异常放电,电弧烧灼绝缘台形成痕迹。
对A、B相隔离导致静触头屏蔽罩进行更换重新进行装配,对C相绝缘台进行更换,对所有隔室进行清洁度处理,间隔总装恢复后,耐压试验通过。
4 结语通过分析及实例可以看出,导致GIS耐压试验未通过的因素主要是电极表面状态、导电微粒等,对其影响应予以高度重视。
在GIS整个工序流程中,建议:(1)GIS在设计制造、加工、组装等流程中,厂家按照标准、规程进行,严格作业流程,注意细节,精益求精;(2)用户派遣技术过硬的人员驻厂监造,加强设备主要材料和组部件、关键工艺和关键试验的监督,发现问题及时沟通,把好质量关;(3)GIS设备在装卸、运输、现场组装时,防止碰撞的发生、灰尘、异物的混入等情况的发生。
如何用沙子自制简易cpu?
这个问题有点儿意思,曾几何时我也想过用沙子来制作处理器,今天贴身侍女陪小姐出嫁一并了。
follow me,咱不做奔驰处理器咱要做法拉第未来处理器。
拿簸箕去河里边捞那么几簸箕沙子,在准备好的竖炉或者铝热剂来熔练沙子获取二氧化硅。
不过因为制作IC的硅纯度必须达到99.%,二氧化硅要跟数码宝贝那样一步步进化“二氧化硅 单质硅 单晶硅”。
很多个人玩家就卡在这里过不了关,希望你能过去。
单晶硅需要培育,培育好后通过用你那和五姑娘打交道三十载的手顺时针转速达到能令你飞出太阳系的第三宇宙速度推力以上,这样的高速旋转与空气急剧摩擦……摩擦……摩擦形成超高温,使其形成硅锭。
刚成型的硅锭会跟给二哈啃过一样坑坑洼洼的,所以还接下来还是需要打磨切割。
把制作好的纯硅锭仔细用砂轮机和5000目砂纸仔细打磨成三体那水滴般丝滑柔顺。
然后跟英伟达的老黄借刀把硅锭切成1MM厚的片片,切成片片不可避免切面表面损伤需要再次打磨。
借下来就是涂胶水啦,涂改液,502和过年贴对联的浆糊当然不行,这里得用光刻胶。
涂上去(注意要涂匀不要涂得一坨坨的)的圆晶片大中午的放至太阳底下。
然后你用什么深水宝5块钱包邮好评还返3元的一大卡车放大镜组成的光刻大阵对圆晶片进行紫外线光刻。
电路图线路走向你可以手动移动圆晶片完成。
光刻完后,得需要对显影后的圆晶片进行清洗,清洗完圆晶片放进烤箱烘烤固化光刻胶,还可以顺便和几个蛋挞一起烤。
创作和生活两不误。
吃完蛋挞抹嘴后就进行到蚀刻阶段了,记住千万不能用王水。
用盐水通电蚀刻的办法好像不错,成本低效益高。
蚀刻期间你要对着圆晶片大吼并高速旋转蚀刻载体形成超声波振动以便去除胶体杂质。
烧一点草木灰,再带上蚀刻好的圆晶去理发店把草木灰撒在圆晶片上让理发技师给它来一套离子烫,去除掉圆晶上的胶体形成第一层电路。
当然不可能一次搞定,再次重复涂胶水光刻清洗蚀刻清理的过程大概8次。
后面的几次还有添加保鲜膜等一系列操作就不再详说。
最后让理发技师来套离子注入。
离子注入后圆晶片有了晶体管稚形,在晶片上覆盖一层一氧化硅绝缘膜,接下来就是打孔啦。
让你的同体 共生 兄弟做这活吧,不能光享受不干活对吧。
高速密集打孔后就可以从孔洞中引出导电电极。
接下来再一层层覆盖一层层雕刻一层层打磨一层层布线一层层连接最终形成一整块有完整内核的圆晶。
跟卖切糕的借一把切刀(老黄不肯借刀了,刀借了刀法耍得比他还溜)开始对圆晶进行细分切割。
切成和酷睿那样的方块块。
上好的做I9,好的做I7,一般的做I5,差的做I3,再差的做奔腾赛扬。
噢,你是要做奔驰处理器的,我觉得还是法拉第好,咱们叫I10,I8,I6,I4,这样显得比英特尔上档次,你觉得怎样?切好处理器啦,要封装咯。
在IC片上下抹点强力胶,下面贴触脚上面贴金属外壳。
弄好后当然得上机,一按开机键一阵青烟冒气。
青烟升起的那一刻别忘记给自己来一张和青烟的微笑自拍以作纪念。
百亿家财为了自创CPU最后花了元,剩下的去到电子城把钱往桌上一拍:老板,来一块8700K,要散片!生产芯片的主要原材料就是沙子,当然要借助专门的设备和工艺才能制作成芯片,可以说芯片制造就是点沙成金。
一般如果用沙子自制简易cpu多少还是有点复杂,主要的流程主要有: 一、先将沙子使用特殊熔炉制作硅锭二、使用切割设备将硅锭切割成单个硅片,也就是我们通常说的晶圆三、涂抹光刻胶,光刻四、 蚀刻五、离子注入六、电镀七、切割封装虽然制造cpu原材料沙子好找,但是高纯度硅的冶炼、芯片的IC设计、芯片的生产设备和工艺都很复杂,所以如果想用沙子制造简易cpu最好还是要找芯片代工厂代工。
1.首先准备小颗粒的河沙50克,记住大小要均匀。
颗粒直径在0.5-0.2mm为最佳。
2.将河沙冲洗干净,凉干!记住一定要凉干,含水量要小于3%。
3.准备一张200mmX200mm的牛皮纸,加强过的那种. 4.在牛皮纸上均匀的涂抹上胶水,均匀的把河沙撒在胶水上,然后凉干! 5.这一步最关键,成败与否就看这一步: 买个CPU将上面的标识用上面制成的砂纸打磨干净,再找支涂改液笔签上名字!一个属于自己的CPU就大功告成! 6.接下来就可以上网抄一下论文,申请科研经费! 1.从沙子中提取二氧化硅 2.把二氧化硅还原成硅(化学纯) 3.用菜刀切割纯硅成片(尺寸0.4公分x0.4公分x0.05公分) 4.用0.001纳米的激光束在电子显微镜下,在硅表面画出10个晶体管的布局图(不用自己画,网上下载一个数据包就可以,计算机会自己执行,这个数据是3000G左右) 5.之后用化学试剂蚀刻就成了 6.制作电路板,并焊好针脚 7.盖上屏蔽罩,就OK了 8.插上开机 9.1分钟后电脑出现一下文字: 卧槽,这样也可以? 10.成功进入进入系统,打开浏览器进入网页。
一颗商用民用要卖的处理器要经过沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻(平版印刷)、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤,当然了,既然是自制,又不卖,那么这个步骤到了核心封装就可以结束了,什么测试,什么包装统统不要,就算这颗处理器爆炸了,也就炸死你一个人,不会害其他人的!先找一堆沙子,然后你用仪器(什么仪器自己去找,自己去买,假设你能买得起)脱氧,拼命脱氧,脱到最后不能脱了!你就看到:啊,那亮晶晶的东西莫非就是传说中的硅?沙子和石英脱氧到最后有25%的硅元素,这就是半导体的基础了!所以说半导体这玩意成分真简单,就是技术含量太高了点!别以为有硅就能做处理器了,你要熔炼净化,这样才能有用于半导体制造的硅,学名叫电子级硅,你要叫它忍者神龟也行,你要反复净化然后得到一个由电子级硅组成的大晶体,硅的含量高达99.99%,恭喜你,这一步就算搞定了!至于熔炼净化的仪器还是请自己搞定!如果你是修仙者的话,可以用你的法术来解决这个问题!这么一坨大晶体呈圆柱形,重量约100公斤,很重是不是,现在你就要准备切割了!横着将这个圆柱形晶体切割,每一片就是我们常说的晶圆。
为啥我们看到的晶圆都是圆形,现在明白了吧?一般到了这一步,我估计就差不多了,因为这些都是传统晶圆厂要做的事儿,有自己生产处理器能力或者能代工的厂,比如三星、Intel、台积电,到了这一步后就开始自己动手了!之前那些都是一些没什么技术含量的事儿,通常是其他厂商来做,比如Intel只需要买晶圆自己来继续加工就好了!而且我也不打算再说下去了……因为到了这一步,就要用到芯片制造最牛B的设备光刻机了!现在光刻机一般都用荷兰的ASLM公司的,三星 台积电和Intel都是它的股东,有优先采购权,中国是买不到的,产量也不够!价格嘛,其实还好,一台最新的光刻机大概也就2亿美元不到的价格,一年荷兰这厂也就生产个10多台!可以肯定,因为题主买不到光刻机,所以到了这一步只能看着自己花了大钱做出来的晶圆发呆!别灰心,因为晶圆要抛光,所以看上去几乎是个完美的圆形镜面,你肯定是做不出来处理器了,但是你可以吧这些晶圆当镜子啊! 哎,其实很简单,在无限的空间里,有无数只猴子。
用无限的时间和无限的材料,只需要一秒,某个猴子就能够一锤子砸在沙子上,然后你要的cpu就做好了。
事实上我们战国时期就有人一锤子砸出来散热器,还是青铜的。
1.挑选质量上乘的沙子,一定要细,太粗还得上石磨,最好河沙,海沙有咸味,做出来的CPU偏咸; 2.记得加黑色碳粉做辅料,具体用量请参照SiO2+2C=Si+2CO (大火高温翻炒),切勿用木制锅铲(本人烧过好几个); 3.用神级天品宝刀(至少是屠龙宝刀)配合天雷烈阳刀法(凡级地阶战技,各大玄幻小说中随便一种都比这厉害,最低标准)切割纯硅薄片(尺寸0.5nmx0.5nmx0.01nm); 4.用天眼通(一种低阶眼法,每天做10遍眼保健操即可,1年后练成),在硅片表面画888个晶体管的布局图(一定要平心静气,精神力强的人更具有优势,平时可以冥想增强这能力) 5.之后用刻刀(画画的都知道这玩意,不行淘宝一把,9.9包邮那种),配合蚀刻之刀法表面蚀刻, 6.找一个小的四方胶片(淘宝有订做,要选优质店家,有的质量不达标,易糊)制作电路板,并焊好针脚(需要电焊笔,这电焊多练几次,熟练很重要); 7.在屏蔽罩上布置(太极两仪阵法,以防信息外泄,同时隔离其他伤害),把罩子安好; 8.当然这时候还需要其他的电脑配件,这些都不是什么稀罕之物,好搞(但也要谨防洋废品,亲测用起来不大稳定); 9.装机(网上有免费教程),装系统(买个傻瓜装机U盘,当然如果你达到了仙人境,用意念装机就更完美了); 10、开机,0.8秒后电脑一般提示以下文字:恭喜,你的电脑已打败99.99%的电脑,获得神机称号,完美运行各大宇宙大作。
11.从此,一机在手,天下我有!用过都说666! 一不小心泄露了此等厉害法门,不过这是神U制作过程,简易的么?各位自行斟酌,各个步骤酌情放水即可,不过这尺度把握就看各位了。
那么简单的事情,你都不会?! 第一步:准备干净的沙子,白沙黄沙都行! 第二步:准备清洁的水平桌面 第三步:最重要一步,开始制作,右手抓起黄沙,左手背后!在桌面上以CPU三字母为轨迹,均匀洒落沙砾! 第四步:拍照,发朋友圈 1.用粗的签字笔在白纸上认真写下CPU三个字母。
2.用胶水把三个字母涂一遍,注意不要涂在没有字的地方。
3.把沙子撒在胶水上。
4.等胶水干了,大功告成!全网最简单自制CPU的方法! 看你用什么设备,一个最基本的MOS管,源极和漏级的沟道,那一般是微米级的,一般设备制作不出来。
也许你会想,可以把它做大一点。
但这是不可能的,沟道长度太大,器件根本工作不了。
另外,芯片制造过程,对环境要求极高,要无尘无静电等等,最初步的硅锭纯度要达到9个9,也就是99.%,你们说,这样的要求怎么做呢?
碳纤维复合材料成型工艺
碳纤维复合材料成型工艺 碳纤维复合材料虽然性能优异,但因为成本和批量化生产效率的问题,迟迟没有大规模应用。
如何高速、高效大批量生产高质量、低成本的碳纤维复合材料,并提高材料利用率,是业界人士的共同目标。
碳纤维复合材料在发挥其轻质高强的基础上,会根据应用对象的差异采用不同的成型工艺,从而尽可能地发挥出碳纤维所具有的特殊性能。
成型工艺改进、优化的目的主要是提高效率和制品质量,从而降低整体的加工成本。
(1)手糊成型工艺--湿法铺层成型法; (2)喷射成型工艺; (3)树脂传递模塑成型技术(RTM技术); (4)袋压法(压力袋法)成型; (5)真空袋压成型; (6)热压罐成型技术; (7)液压釜法成型技术; (8)热膨胀模塑法成型技术; (9)夹层结构成型技术; (10)模压料生产工艺; (11)ZMC模压料注射技术; (12)模压成型工艺; (13)层合板生产技术; (14)卷制管成型技术; (15)纤维缠绕制品成型技术; (16)连续制板生产工艺; (17)浇铸成型技术; (18)拉挤成型工艺; (19)连续缠绕制管工艺; (20)编织复合材料制造技术; (21)热塑性片状模塑料制造技术及冷模冲压成型工艺; (22)注射成型工艺; (23)挤出成型工艺; (24)离心浇铸制管成型工艺; (25)其它成型技术。
随着碳纤维复合材料应用的深入和发展,碳纤维复合材料的成型方式也在不断地以新的形式出现,但是碳纤维复合材料的诸种成型工艺并非按照更新淘汰的方式存在的,在实际应用中,往往是多种工艺并存,实现不同条件、不同情况下的最好效应。
相信在未来几年碳纤维复合材料成型速度会不断提高,或许一分钟内成型将不会是空谈。
在模具工作面上涂敷脱模剂、胶衣,将剪裁好的碳纤维预浸布铺设到模具工作面上,刷涂或喷涂树脂体系胶液,达到需要的厚度后,成型固化、脱模。
在制备技术高度发达的今天,手糊工艺仍以工艺简便、投资低廉、适用面广等优势在石油化工容器、贮槽、汽车壳体等许多领域广泛应用。
其缺点是质地疏松、密度低,制品强度不高,而且主要依赖于人工,质量不稳定,生产效率很低。
属于手糊工艺低压成型中的一类,使用短切纤维和树脂经过喷枪混合后,压缩空气喷洒在模具上,达到预定厚度后,再手工用橡胶锟按压,然后固化成型。
为改进手糊成型而创造的一种半机械化成型工艺,在工作效率方面有一定程度的提高,但依然满足不了大批量生产,用以制造汽车车身、船身、浴缸、储罐的过渡层。
将逐层铺叠的预浸料放置于上下平板模之间加压加温固化,这种工艺可以直接继承木胶合板的生产方法和设备,并根据树脂的流变性能,进行改进与完善。
层压成型工艺主要用来生产各种规格、不同用途的复合材料板材。
具有机械化和自动化程度高、产品质量稳定等特点,但是设备一次性投资大。
将经过树脂胶液浸渍的连续纤维或布带按一定规律缠绕到芯模上,然后固化、脱模成为复合材料制品的工艺。
碳纤维缠绕成型可充分发挥其高比强度、高比模量以及低密度的特点,制品结构单一,可用于制造圆柱体、球体及某些正曲率回转体或筒形碳纤维制品。
将浸渍树脂胶液的连续碳纤维丝束、带或布等,在牵引力的作用下,通过挤压模具成型、固化,连续不断地生产长度不限的型材。
拉挤成型是复合材料成型工艺中的一种特殊工艺,其优点是生产过程可完全实现自动化控制,生产效率高。
拉挤成型制品中纤维质量分数可高达80%,浸胶在张力下进行,能充分发挥增强材料的作用,产品强度高,其制成品纵、横向强度可任意调整,可以满足制品的不同力学性能要求。
该工艺适合于生产各种截面形状的型材,如工字型、角型、槽型、异型截面管材以及上述截面构成的组合截面型材,碳纤维复合芯导线主要采用这种成型工艺。
将液态单体合成为高分子聚合物,再从聚合物固化反应为复合材料的过程改为直接在模具中同时一次完成,既减少了工艺过程中的能量消耗,又缩短了模塑周期(只需约2分钟便可完成一件制品)。
但这种工艺的应用,必须以精确的管道输送和计量以及温度压力自动控制为基础,属于高分子材料和近代高新科学技术的交叉范畴,目前的应用还不是很广。
液态成型主要包括:RTM成型工艺、RFI成型、VARI成型。
树脂膜渗透(RFI)成型工艺示意图如下。
主要优点是模具比RTM工艺模具简单,树脂沿厚度方向流动,更容易浸润纤维,没有预浸料,成本较低。
但所得制品尺寸精度和表面质量不如RTM工艺,空隙含量较高,效率也稍微低一些,适合生产大平面或简单曲面的零件。
真空辅助成型工艺(VARI)的示意图如下,这种方法的优点是原材料利用率高,制件修整加工量少,不需要预浸料,成本较低,适用于常温或温度不高的大型壁板结构件生产。
但缺点和RFI成型工艺相似。
将单层预浸料按预定方向铺叠成的复合材料坯料放在热压罐内,在一定温度和压力下完成固化过程。
热压罐是一种能承受和调控一定温度、压力范围的专用压力容器。
坯料被铺放在附有脱模剂的模具表面,然后依次用多孔防粘布(膜)、吸胶毡、透气毡覆盖,并密封于真空袋内,再放入热压罐中。
加温固化前先将袋抽真空,除去空气和挥发物,然后按不同树脂的固化制度升温、加压、固化。
固化制度的制定与执行是保证热压罐成型制件质量的关键。
该种成型工艺适用于制造飞机舱门、整流罩、机载雷达罩,支架、机翼、尾翼等产品。
这种方法使用较多,主要优点是:(1)制品尺寸稳定,重复性好; (2)纤维体积含量高(60%-65%); (3)力学性能可靠; (4)几乎可成型所有的材料; (5)可固化不同厚度的层合版; (6)可制造复杂曲面的零件。
但也存在以下不足:(1)制件大小受热压罐尺寸限制; (2)周期长、生产效率低; (3)耗能高,运行成本高。
简称VIP, 在模具上铺“干”碳纤维复合材料,然后铺真空袋,并抽出体系中的真空,在模具腔中形成一个负压,利用真空产生的压力把不饱和树脂通过预铺的管路压入纤维层中,让树脂浸润增强材料,最后充满整个模具,制品固化后,揭去真空袋材料,从模具上得到所需的制品。
该工艺在1950年就出现了专利记录,但在近几年才得到发展。
在真空环境下树脂浸润碳纤,制品中产生的气泡极少,制品的强度更高、质量更轻,产品质量比较稳定,而且降低了树脂的损耗,仅用一面模具就可以得到两面光滑平整的制品,能较好地控制产品厚度。
一般应用于船艇工业中的方向舵、雷达屏蔽罩,风电能源中的叶片、机舱罩,汽车工业中的各类车顶、挡风板、车厢等。
将碳纤维预浸料置于上下模之间,合模将模具置于液压成型台上,经过一定时间的高温高压使树脂固化后,取下碳纤维制品。
这种成型技术具有高效、制件质量好、尺寸精度高、受环境影响小等优点,适用于批量化、强度高的复合材料制件的成型。
但前期模具制造复杂,投入高,制件大小受压机尺寸的限制。
预浸料基材的成型工艺另外片状模塑料(Sheet Molding Compound,SMC)模压成型工艺、长碳纤维增强热塑性材料(Long Carbon Fiber Reinforced Thermolplastics,CF-LFT)注塑成型工艺也得到了广泛应用。
SMC由树脂糊浸渍纤维或短切纤维毡,两面覆盖聚乙烯薄膜而制成的片状模压料,属于预浸毡料范围。
SMC成型效 率高、产品的表面光洁度好、外形尺寸稳定性好,且成型周期短、成本低,适合大批量生产,适合生产截面变化不太大的薄壁制品,在GFRP汽车部件生产领域已得到广泛应用。
目前,在车用CFRP成型工艺方面,SMC主要用于片状短切纤维复合材料的生产,由于纤维的非连续性,制品强度不高,且强度具有面内各向同性特点。
而碳纤维在树脂糊中的润湿性是SMC工艺面临的重要课题,通过对碳纤维进行必要的表面处理,并采用适当的润湿分散剂能够有效提高碳纤维在树脂糊中的润湿性和均匀性。
碳纤维SMC也在汽车工业领域获得了不少应用。
SMC的参考工艺流程 模压工艺在欧美虽然已经有相当长的应用历史,但是在国内。
碳纤维复合材料的生产工艺有哪些碳纤维复合材料成型工艺主要有:手糊成型、模压成型、喷射成型、缠绕成型、拉挤成型、真空导入成型、RTM成型、热压罐成型等等。
请问您知不知道,有哪种成型工艺,纤维含量可达80%博皓复合材料给您提示下:手糊工艺的纤维含量一般是30-40%,真空导入工艺纤维含量一般是60-70%,RTM工艺纤维含量一般是50-60%。
而拉挤工艺用的是直接纱(也有合股纱),且预浸体进入模具后会受到一个挤压的力,纤维含量可以高达80%。
缠绕碳纤维环氧树脂的模量碳纤维环氧树脂复合材料是由纤维、基体和界面层三部分组成的一种新型材料,由于其低密度、高比强度、高比模量、耐热及稳定的物理化学性质等特点,在航空航天、现代化国防、医疗和建筑等领域得到广泛的应用。
然而在碳纤维环氧树脂复合材料丝线制备过程中,碳纤维、树脂粘度、固化条件、缠绕张紧力和缠绕丝线结构等因素都影响碳纤维丝线材料的性能。
在碳纤维环氧树脂复合材料制备过程中,很少有学者对碳纤维丝缠绕拉力进行详细研究。
本文针对碳纤维复合材料制备过程中不同缠绕拉力,对材料特性的影响进行了试验研究,以便确定最佳缠绕拉力,提高复合材料的性能。
试验采用T700碳纤维丝束与环氧树脂,把卷筒碳纤维安装在自动绕线机机架上,再将碳纤维丝通过树脂槽:向树脂槽内注入环氧树脂;使用拉力延伸计对碳纤维丝缠绕拉力进行设定;使碳纤维通过环氧树脂槽,在自动绕线机的矩形支架上进行缠绕。
完成缠绕之后,将缠绕的碳纤维矩形支架放置高温箱中旋转支架上进行循环加热固化;固化之后,用粘结剂加固夹片制作试样。
把固化好后的缠绕架上的碳纤维环氧树脂复合材料丝分为4组,每相邻3圈碳纤维复合材料丝作为一组,对每组中碳纤维环氧树脂复合材料丝进行试验。
每次试验控制碳纤维丝缠绕拉力,缠绕拉力分布为15、30、44、59、78、90N。
将试样夹固在拉伸试验机的拉伸头处,加载从试样开始到断裂结束,拉伸试验机加载速度控制为1.0mm/min,延伸范围为50mm,最后测试应力应变曲线。
缠绕架不同位置处的碳纤维样本在同一缠绕拉力作用下所测的拉伸模量基本相近。
这是由于在碳纤维丝刚开始缠绕时,开始阶段施加的缠绕拉力处于非稳定状态,使得碳纤维丝在缠绕过程开始阶段受力不均匀,导致材料拉伸模量稍微偏大。
在缠绕拉力不断增加的过程中,材料拉伸模量先降低再升高。
当缠绕拉力为44N时,碳纤维环氧树脂复合材料丝的模量最低;当缠绕拉力为78N和90N时,碳纤维环氧树脂复合材料丝的模量最高。
但78N和90N时,材料的拉伸模量一致,这是由于缠绕张力越大,碳纤维丝与缠绕支架和树脂槽喷嘴处的摩擦力增大,导致在缠绕过程中碳纤维丝结构受损,材料的拉伸模量降低。
缠绕架不同位置处的碳纤维样本在同一缠绕拉力作用下所测的拉伸强度基本相近。
说明在不同位置处的样本的拉伸强度均匀性较好。
不同缠绕拉力作用下,材料的拉伸强度不同。
随着缠绕拉力的增大,材料的拉伸强度基本呈现先增大再减小的趋势。
当缠绕拉力为55N时,碳纤维环氧树脂复合材料丝的拉伸强度最大,为4673.5Mpa。
最大拉伸强度与最小拉伸强度差值为180Mpa,可见缠绕拉力对材料的拉伸强度有很大的影响。
因此要制作高强度的碳纤维复合材料时,尽量使缠绕拉力控制在60N左右。
但缠绕拉力过高,则碳纤维丝与缠绕支架和树脂槽喷嘴处的摩擦力增大,碳纤维丝结构易受损,影响材料特性。
综上所述,材料拉伸强度与缠绕拉力之间的关系比拉伸模量和缠绕拉力之间的关系更敏感。
要制作高强度、高模量的碳纤维环氧树脂复合材料,必须选取合适的缠绕拉力。
通过对碳纤维环氧树脂复合材料在不同缠绕拉力作用下的性能试验可得以下结论:不同缠绕拉力对缠绕初始阶段的碳纤维丝拉伸模量有一定的影响,但同一缠绕拉力,相同位置处材料的拉伸模量均匀性较好。
应在制作过程中,严格控制缠绕拉力的稳定性。
不同的缠绕拉力对碳纤维丝复合材料拉伸强度和拉伸模量有一定的影响,随着试验缠绕拉力的增大,材料拉伸强度先增后减,拉伸模量先减后增。
在缠绕拉力为59N时,材料拉伸强度最大;在缠绕拉力为78N时,材料拉伸模量最大。
理论上选择缠绕拉力越大,碳纤维丝拉伸模量越大,但材料与缠绕机构摩擦会增大,影响材料微观结构和性能。
碳纤维复合材料拉伸强度与缠绕拉力之间的关系比拉伸模量和缠绕拉力之间的关系更敏感。
综上,在制作碳纤维环氧树脂复合材料丝过程中,选择缠绕拉力为60N左右,能更好的保证材料的拉伸强度和拉伸模量。
碳纤维布怎样高温固化,要什么材料,设备碳纤维布高温固化:加入树脂(例如酚醛树脂),然后抽滤(也可以不抽滤),再高温加热。
材料:碳纤维布、树脂等。
设备:成型设备、高压釜、抽真空设备等。
碳纤维布又称碳素纤维布、碳纤布、碳纤维编织布、碳纤维预浸布、碳纤维加固布、碳布、碳纤维织物、碳纤维带、碳纤维片材(预浸布)等 。
碳纤维加固布是一种单向碳纤维加固产品,通常采用12K碳纤维丝织造。
[1]可提供两种厚度:0.111mm(200g)和0.167mm(300g)。
多种宽度:100mm、150mm、200mm、300mm、500mm及其他工程所需的特殊宽度。
随着碳纤维布行业的不断发展,越来越多的行业和企业运用到了碳纤维布,也有部门企业进入到了碳纤维布行业并发展。
碳纤维布用于结构构件的抗拉、抗剪和抗震加固,该材料与配套浸渍胶共同使用成为碳纤维复合材料,可构成完整的性能卓越的碳纤维布片材增强体系,适用于处理建筑物使用荷载增加、工程使用功能改变、材料老化、混凝土强度等级低于设计值、结构裂缝处理、恶劣环境服役构件修缮、防护的加固工程。