وبلاگ

:
سهم فراوانی از تولید الیاف بشر ساخت، مربوط به تقلید از نمونه های طبیعی می باشد که در این میان، الیاف کربن شایسته توجه خاصی هستند. توسعه الیاف کربن از دهه شصت آغاز گردیده، ولیکن در آن دهه، الیاف کربن در دسترس از نوع تجاری بوده و در مقایسه با الیاف بور که در همان زمان در ساختار هواپیماهای ایالات متحده استفاده می شد، تنها مدول کمتر و مقاومت خیلی کمتری را از خود نشان می دادند.

پیشرفت غیر منتظره ای به واسطه جایگزینی الیاف کربن بر پایه رایون، با الیاف کربن بر پایه پلیمرهای تمام مصنوعی، به ویژه پلی اکریلونیتریل اتفاق افتاد که این ابتکار در ابتدا توسط ژاپنی ها و سپس به وسیله محققین انگلیسی توسعه یافت. در حدود 30 سال پیش تولید الیاف کربن در ژاپن به عنوان ماده ای جدید گسترش پیدا کرد و در حال حاضر، خصوصیات منحصر به فرد این الیاف باعث کاربرد 

زیاد آنها در صنایع ویژه ای گردیده است که این الیاف در اروپا و ایالات متحده به عنوان اصلی ترین ماده در صنایع هوا و فضا استفاده می گردند.

هم اکنون، الیاف کربن با گذر از یک دوره 40 ساله، در راستای گسترش و استفاده در کاربردهای خاص، به میزان گسترده ای به صورت تجاری درآمده است. این الیاف با سرعت زیادی در حال رشد هستند و با کاهش قیمت در طی سال 1990 میلادی، میزان کاربرد و قابلیت استفاده از آنها افزایش یافته است.
تغییرات در نسبت کارایی به قیمت، منجر به گسترش کاربرد الیاف کربن در کامپوزیت ها به عنوان تقویت کننده و جایگزین فلزات (سابقا از فلزات به عنوان تقویت کننده استفاده می شد) گردید و کاربرد الیاف کربن، صنعت را در زمینه هایی که دستیابی به خصوصیات مورد نیاز توسط مواد و متریال موجود، امکان پذیر نمی باشد را توانمند ساخته است. ضمنا به واسطه الیاف کربن، طراحی و تولید قطعاتی سبکتر، با استحکام بالاتر، با کارایی بیشتر سوخت مصرفی و با سرعت بالاتر در سیستم های متحرک، به صورت تجاری، امکان پذیر گردید و هم اکنون کامپوزیت های الیاف کربن در زمینه هایی چون صنایع هوا و فضا، ورزشی و تفننی، صنایع الکترونیکی، تجهیزات پزشکی، صنایع اتومبیل، ساختمان و غیره به کار می روند.
هم اکنون نیاز صنایع به الیافی سبک، با استحکام بالا، ظریف و همچنین خصوصیات منحصر به فرد مکانیکی، قیمت روبه کاهش و بهبود تدریجی خواص الیاف کربن بر اهمیت این الیاف افزوده است.
هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیر پارامترهای فرایند تولید الیاف کربن از پیش زمینه الیاف PAN می باشد. در فصل اول، با بیان تاریخچه ای از تولید الیاف کربن، روش های تولید را نام برده و با ذکر مرسوم ترین روش تولید، به بررسی پیش زمینه های مختلف پرداخته و خصوصیات مکانیکی و دیگر مشخصات آنها را با یکدیگر مقایسه کرده و در نهایت با مشخص شدن الیاف PAN به عنوان مناسبت ترین پیش زمینه، در فصل دوم، روش های پلیمریزاسیون و ریسندگی الیاف پلی اکریلونیتریل تشریح می گردد. در فصل سوم، فرایند تولید الیاف کربن به روش پیرولیز توضیح داده شده و ی بر آخرین تحقیقات تولید الیاف کربن و بررسی پارامترهای فرایندی از جمله دما، کشش، اتمسفر، واکنش های شیمیایی رخ داده در مرحله پایدارسازی، مشکلات مراحل مختلف، محصولات جانبی تولید شده و… انجام می پذیرد. فصل چهارم، موارد کاربرد الیاف کربن و میزان تخمین مصرف الیاف کربن توضیح داده است.