Fiber ea Basalt bakeng sa Meralo ea Motheo e Tala le Fiber ea Carbon bakeng sa Lifofane tse Bobebe: Lifiber tse Sebetsang Haholo tse Bopang Sebaka sa Liindasteri Bocha

Fiber ea Basalt: Khanyetso ea Maemo a Leholimo a Tlhaho e Matlafatsa Meralo ea Motheo ka "Motheo o Matla le Bokgoni bo Phahameng"

Faeba ea basalte entsoe ka tlhaho Lefika la Basalt e qhibilihisitsoeng le ho huloa hore e be likhoele mochesong o phahameng oa 1450-1500°C. E na le motsoako o meraro oa litšobotsi:ho hanyetsa asiti le alkali, ho thibela botsofali, le Matla a Phahameng. Tshebetso ya yona e loketse ditlhoko tsa mantlha tsa meralo ya motheo: "bophelo bo bolelele, tlhokomelo e fokolang, le ts'ebetso e hlwekileng." E fihlelletse diphetoho tse kgolo maemong a kang matlafatso ya marokho, boenjiniere ba ditsela le meralo ya motheo ya lewatle.

1. Matlotlo a Bohlokoa: "Ho Lokela Tlhaho" bakeng sa Meralo ea Motheo

Ha ho bapisoa le likhoele tsa setso tse sebelisoang meralong ea motheo (mohlala, khoele ea khalase, tšepe ea tšepe), faeba ea basaltMelemo e ikhethang ea 'ona e bonahala libakeng tse tharo:

• Mamello e Feteletseng ea Tikoloho: E na le mocheso oa tšebeletso ea nako e telele ho tloha ho -269°C ho isa ho 700°C 'me e ka mamella mocheso oa hang-hang oa 1200°C. Libakeng tse nang le asiti le alkaline tse nang le pH ea 2-12, sekhahla sa eona sa ho boloka matla se feta 90%, e leng se betere haholo ho feta faeba ea khalase (e lahleheloang ke 30% ea matla a eona libakeng tse nang le pH ea 4-9).

• Matlotlo a Mekaniki a Leka-lekaneng: Matla a eona a ho thaepa a fihla ho 3500-4800 MPa (makhetlo a 3-4 a ho feta a tšepe e tloaelehileng ea rebar), 'me modulus ea eona e tenyetsehang ke 80-110 GPa. Boima ba eona ke 2.6-2.8 g/cm³ feela, hoo e ka bang 1/3 ea tšepe, e kopanyang matla le ho benya.

• Potoloho ea Bophelo bo Botala: Thepa e tala ke lefika la tlhaho, ts'ebetso ea tlhahiso ha e sebelise lintho tse chefo, 'me e ka senyeha ka tlhaho kamora ho lahloa. Karolo e felletseng ea carbon ea potoloho ea bophelo ba eona e tlase ka 40% ho feta ea faeba ea khalase, e lumellanang le litlhoko tsa "Dual Carbon" bakeng sa meralo ea motheo.

2. Lintlafatso tsa Meralo ea Motheo: Ho tloha ho "Matlafatso le Tokiso" ho ea ho "Lintlafatso tse Ncha tsa Kaho"

Faeba ea basalt e atolohile ho tloha ho matlafatseng meralo ya motheo ya setso ho ya ntlafatsong ya meaho mererong e metjha ya kaho, e leng se etsang ketane e felletseng ya tshebediso:

• Matlafatso ea Borokho: E eketsa nako ea tšebeletso le ho fokotsa litšenyehelo tsa tlhokomelo.

  Matlafatso ea borokho ba setso e itšetlehile ka ho tlamahana ha poleiti ea tšepe (e sekametseng ho hohlomela) kapa FRP e tloaelehileng (ho hanyetsa boemo ba leholimo hampe). Lisebelisoa tse kopantsoeng tsa polymer tse matlafalitsoeng ke fiber ea Basalt (BFRP) li rarolla bothata ba "ho se be le moroalo o lekaneng oa ho jara moroalo" ka litharollo tse peli: "BFRP rebar e nkelang rebar ea tšepe sebaka" le "BFRP fabric adhesive forcement." Mohlala, borokho bo tšelang noka bo sebelisitse BFRP rebar ho nkela rebar ea tšepe ea setso sebaka ka har'a lera la eona la ho betla. Sena ha sea ka sa fokotsa boima feela ka 40% empa se boetse sa thibela mafome a rebar a tšepe a bakoang ke letsoai la noka, sa eketsa bophelo ba tšebeletso ea borokho ho tloha lilemong tse hakanyetsoang ho 50 ho isa ho tse 100 le ho fokotsa litšenyehelo tsa tlhokomelo ea selemo le selemo ka 60%. Borokho bo bong ba khale ba konkreite bo ile ba matlafatsoa ka ho tlamahana le lesela la BFRP le teteaneng la 2mm, le ileng la eketsa bokhoni ba lona ba ho kobeha ka 35% mme la khutsufatsa nako ea matlafatso ho tloha matsatsing a 15 ho isa ho a 7, la fokotsa tšitiso ea sephethephethe.

• Boenjiniere ba Litsela: E ntlafatsa ho hanyetsa mapetso le ho fihlela litlhoko tse boima.

  Ho eketsa faeba ya basalt (0.3%-0.5% ka boima) karolong ya motheo ya ditsela tse kgolo le ditsela tse boima ho ka thibela ho ata ha mapetso ka "phello ya ho kopanya mapetso" ya faeba. Sena se ntlafatsa khanyetso ya mapetso a bokahodimo ba tsela ka 25% le khanyetso ya yona ya mapetso ka 30%. Kamora ho sebedisa theknoloji ena, mohala wa dipalangwang tsa mashala Profenseng ya Shanxi o bone bophelo ba wona ba tshebeletso ya ditsela bo eketseha ho tloha dilemong tse 5 ho isa ho tse 8, bo fokotsa matsete a tlhokomelo ya selemo le selemo ka diyuan tse fetang dimilione tse 2. Ho phaella moo, faeba ya basalt e sebediswa ho matlafatsa ditsela tse ka kenang metsi. Khanyetso ya yona ya boemo ba lehodimo e netefatsa hore sebopeho se ka kenang metsi ha se tetebele tlasa diphetoho tsa mocheso ho tloha ho -30°C ho ya ho 60°C, mme sekgahla sa yona sa ho kenella metsi se dula se le ka hodimo ho 80% ka nako e telele, se tlatsetsa kahong ya "metse ya seponche."

• Meralo ea Motheo ea Leoatle: E hanela ho bola ha spray ea letsoai 'me e fokotsa litšenyehelo tsa kaho.

  Li-terminal tsa leoatle, lithanele tse tšelang leoatle, le meaho e meng li pepesetsoa letsoai le lengata le ho hoholeha ha metsi ka nako e telele. Meaho ea tšepe ea setso e hloka ho tlosoa le ho penta mafome khafetsa (ka litšenyehelo tsa tlhokomelo ea selemo le selemo tsa li-yuan tse fetang 10/m²). Leha ho le joalo, liprofaele tsa motsoako oa fiber ea basalt (joalo ka liphaephe tsa BFRP le liqubu) li na le sekhahla sa ho boloka matla sa 95% kamora lihora tse 1000 tikolohong ea spray ea letsoai 'me ha li hloke tlhokomelo ea ho thibela mafome. Sebaka sa polasi ea leoatle Shenzhen se sebelisitse liqubu tsa BFRP ho fapana le liqubu tsa tšepe. Le hoja litšenyehelo ka qubu li ne li le holimo ka 15%, litšenyehelo tsohle tsa potoloho ea bophelo (lilemo tse fetang 50) li fokotsehile ka 40%, ha li ntse li thibela tšilafalo ea leoatle e bakoang ke mafome a liqubu tsa tšepe.

3. Katoloso ea Liindasteri tse Ngata: Ho tloha Meralong ea Motheo ho ea ho Matla a Macha le Masimo a Tšireletso

Melemo ea ts'ebetso ea Basalt fiber e boetse e kenella masimong a macha a matla le a tšireletso a phahameng, e leng se etsang hore ho be le sebaka sa ts'ebeliso sa "thepa e le 'ngoe, ts'ebeliso e mengata":

• Matla a Macha: Mahare a turbine ea moea a sebelisa matlafatso ea likhoele tsa basalt le khalase e kopantsoeng, e leng se fokotsang litšenyehelo ka 50% ha ho bapisoa le tharollo e felletseng ea faeba ea carbon. E boetse e ntlafatsa ho hanyetsa khoholeho ea lehlabathe ka 40%, e leng se etsang hore e lokele libaka tse nang le lehlabathe le lengata ka leboea-bophirima ho Chaena le Asia Bohareng. Ho phaella moo, liprofaele tsa BFRP bakeng sa li-mount tsa photovoltaic li fokotsa boima ka 60%, 'me ho hanyetsa ha tsona mafome ho atolosa nako ea ho phela ha li-mount ho tloha lilemong tse 10 ho isa ho tse 25, ho fokotsa litšenyehelo tsa ts'ebetso le tlhokomelo ea mapolasi a letsatsi.

• Lisebelisoa tsa Tšireletso: Likobo tsa mollo tse entsoeng ka faeba ea basalt li ka mamella mocheso oa 1200°C 'me tsa thibela ho ata ha mollo ka katleho ha ho hahoa mollo ntle le ho ntša likhase tse chefo. Li-vest tse thibelang likulo tse entsoeng ka lesela la faeba ea basalt li na le boholo ba 200 g/m² feela 'me li fihlella tekanyo ea ho thibela likulo ea NIJ IIIA, ka boima ba 20% bo bobebe ho feta li-vest tse thibelang likulo tsa aramid.

Faeba ea Khabone: Melemo e Bobebe e Etella Pele "Bokgoni le Phokotso ea Khabone" ea Lifofane

Ka "matla a itseng a fetang a tšepe ka makhetlo a 6 le boima ba tšepe ka karolo ea 1/4 feela," faeba ea khabone e fetohile thepa ea bohlokoa indastering ea lifofane bakeng sa ho rarolla khohlano pakeng tsa "phokotso ea boima ba 'mele, katleho ea matla le phokotso ea mosi o kotsi." Ts'ebeliso ea eona e ntse e teba khafetsa, ho tloha likarolong tsa sebopeho sa lifofane ho ea likarolong tsa enjene, ha e ntse e atoloha ho ba likoloi tse ncha tsa matla le lisebelisoa tsa maemo a holimo, e leng se etsang hore ho ntlafatsoe liindasteri tse ngata ka bobebe.

1. Matlotlo a Bohlokoa: "Thepa ea Bohlokoa e nang le Khabone e Tlase" bakeng sa Lifofane

Tlhoko ea indasteri ea lifofane ea "bobebe bo bobebe, botšepehi bo phahameng, le ho hanyetsa mokhathala" e tsamaellana hantle le litšobotsi tsa fiber ea carbon:

• Boima bo Bobebe bo Feteletseng: Faeba ea khabone ea sehlopha sa T800 e na le boima ba 1.7 g/cm³, e leng 60% feela ea motsoako oa aluminium (2.8 g/cm³). Ho e sebelisa bakeng sa likarolo tsa sebopeho sa lifofane ho ka fihlella phokotso ea boima ba 30%-50%, e leng ho fokotsang tšebeliso ea mafura ka kotloloho (lintlha tsa lifofane li bontša hore bakeng sa phokotso e 'ngoe le e 'ngoe ea boima ba 'mele, tšebeliso ea mafura ea selemo le selemo e fokotseha ka 0.7%-1%).

• Khanyetso e Phahameng ea Mokhathala: Bophelo ba mokhathala ba metsoako ea fiber ea carbon bo ka fihla lipotolohong tse 10⁷, e leng makhetlo a 3-5 ho feta alloys ea aluminium. Sena se fokotsa makhetlo a tlhokomelo le ho nkeloa sebaka ha likarolo tsa sebopeho sa sefofane 'me se eketsa bophelo ba tšebeletso ea sefofane sohle.

• Boqapi bo Matla: Ka ho fetola dikhutlo tsa ho bewa ha faeba (0°/±45°/90°), thepa ya metjhini ya dikarolo e ka etswa hore e be ya hao mme ya ntlafatswa ho fihlela ditlhoko tsa meaho e rarahaneng e jarang mojaro jwalo ka di-fuselage le mapheo.

2. Lintlafatso tsa Lifofane: Ho tloha "Likarolong tsa Sebopeho" ho ea ho "Likarolo tsa Enjene"

Tšebeliso ea faeba ea khabone lifofaneng e ntlafalitsoe ho tloha likarolong tse sa jareng mojaro (joalo ka liphanele tsa kahare) ho ea ho likarolo tse kholo tse jarang mojaro 'me e bile e atolohela likarolong tsa enjene tse mocheso o phahameng, e leng se etsang hore e be sesosa sa ntlafatso ea katleho ea lifofane:

• Likarolo tsa Sebopeho sa Sefofane: E fokotsa boima le tšebeliso ea mafura, e atolosa sebaka sa ho fofa.

  Boeing 787 Dreamliner e sebelisa thepa e kopaneng ea faeba ea khabone bakeng sa meaho e meholo e jarang mojaro joalo ka fuselage le mapheo, ka metsoako e etsang 50% ea boima ba sefofane. Sena se fella ka phokotso ea boima ba 15% (hoo e ka bang lithane tse 2.3), ntlafatso ea 20% ea ts'ebeliso ea mafura, le sebaka se atolositsoeng ho tloha ho 12,000 km ea setso ho isa ho 15,000 km. Lepheo la faeba ea khabone la Airbus A350 XWB le sebelisa mokhoa oa "ho bopa karolo e le 'ngoe", ho fokotsa palo ea likarolo ho tloha ho 1,500 bakeng sa mapheo a alloy a aluminium a setso ho ea ho 800. Sena ha se fokotse boima ka 40% feela empa hape se fokotsa liphoso tsa kopano, se ntlafatsa botsitso ba sefofane.

  Lefapheng la lifofane tse kholo tsa lehae, mofuta o ntlafalitsoeng oa C919 o rerile ho eketsa tšebeliso ea thepa e kopaneng ea carbon faeba ho tloha ho 12% ho ea ho 25%, ho shebana le likarolo tse kang lehlaseli le ka sehloohong la lepheo le mohatla. Sena se lebelletsoe ho fokotsa boima ba sefofane ka 8% le tšebeliso ea mafura ea selemo le selemo ka lithane tse 600 ka sefofane, ho lumellana le litlhoko tsa indasteri ea lifofane tsa lehae tse nang le khabone e tlase.

• Likarolo tsa Enjene: Lintlafatso tsa mocheso o phahameng, tse senyang litšitiso tsa ts'ebetso.

  Likarolo tsa enjene ea lifofane tsa setso li itšetlehile ka li-alloy tsa mocheso o phahameng (joalo ka li-alloy tse thehiloeng ho nickel), tse boima 'me li na le khanyetso e fokolang ea mocheso (hoo e ka bang 1100°C). Leha ho le joalo, li-composites tsa ceramic matrix tse matlafalitsoeng ke carbon fiber (C/C-SiC) li ka mamella mocheso oa 1600°C ha li ntse li fokotsa boima ka 40%. Enjene ea GE9X ea GE Aviation e sebelisa li-blades tsa fan tse kopantsoeng tsa carbon fiber, e fokotsa boima ka lehare ho tloha ho 3.5 kg bakeng sa motsoako oa aluminium ho ea ho 2.1 kg. Bophara ba fan bo fihla ho limithara tse 3.4, e ntlafatsa karolelano ea ho sutumelletsa boima ho ea boima ka 15%. Enjene ea PW1100G ea Pratt & Whitney e sebelisa lebokose la fan le kopantsoeng la carbon fiber, e fokotsa boima ka 30% ha e ntse e eketsa khanyetso ea tšusumetso ka 25%, e leng se fokotsang kotsi ea tšenyo e bakoang ke ho monngoa ke ntho e tsoang linaheng tse ling.

3. Katoloso ea Liindasteri tse Ngata: Ho tloha Lifofaneng ho ea Phetohelong e Bobebe ea Likoloi le Lisebelisoa tsa Maemo a Phahameng

Melemo ea ho benya ha khabone ea fiber e khanya liindastering tse ngata, e leng se etsang hore ho be le ntlafatso ea ts'ebetso likoloing tse ncha tsa eneji le lisebelisoa tsa maemo a holimo:

• Likoloi tse Ncha tsa Matla: 'Mele oa carbon fiber monocoque oa Tesla Cybertruck o fokotsa boima ka 30%, o atolosa sebaka ho tloha ho 480 km ho isa ho 650 km. Marulelo a carbon fiber le lithebe tsa ka tlas'a 'mele tsa NIO ET7 li fokotsa boima ba koloi ka 50 kg, li khutsufatsa sebaka sa ho emisa ka limithara tse 0.5, 'me li eketsa ho tiea ha' mele (ho fihlela ho 50,000 N·m/°), li ntlafatsa ts'ebetso ea ho sebetsana le eona.

• Lisebelisoa tsa Maemo a Phahameng: Matsoho a roboto a indasteri a entsoeng ka metsoako ea faeba ea carbon a fokotsa boima ka 60% le ho fokotsa ho se tsamae ka 50%, ho ntlafatsa ho nepahala ha sebaka ho tloha ho ± 0.1mm ho isa ho ± 0.05mm. Sena se fihlela litlhoko tsa kopano e nepahetseng haholo ea lisebelisoa tsa elektroniki tsa 3C le likarolo tsa likoloi. Tšebeliso ea metsoako ea faeba ea carbon bakeng sa li-drone fuselage e atolosa nako ea ho fofa ho tloha hora e le 'ngoe ho isa ho lihora tse 2.5, e leng se ka fihlelang litlhoko tsa tlhahlobo ea nako e telele le phano ea thepa.