Устойчивите на висока{0}}температура тръби от въглеродни влакна са специализирани композитни структури, предназначени да запазят своята механична цялост и стабилност на размерите в среди, където стандартните въглеродни влакна биха се разградили.
Топлинната устойчивост на тръба от въглеродни влакна се определя почти изцяло отматрица (смола)а не самите въглеродни влакна, тъй като въглеродните влакна могат да издържат на температури над2000 градусав инертни атмосфери.
Докато стандартните тръби от въглеродни влакна обикновено използват епоксидни смоли, които издържат до 80 градуса – 120 градуса, високо-температурните варианти използват усъвършенствани системи от смоли, за да издигнат тези граници значително по-високо.
Резинови системи
Епоксид с висока -Tg:Специализираните епоксиди с висока температура на встъкляване (Tg) могат да работят постоянно при150 градуса – 180 градуса.
Цианатен естер:Предлага отлични диелектрични свойства и термична стабилност, подходяща за200 градуса – 250 градуса.
ИТМ (бисмалеимид):Индустриалният стандарт за високо{0}}ефективни аерокосмически приложения, способни да се справят250 градуса – 300 градуса.
Полиимид:Използвани при екстремни условия, тези смоли могат да издържат на кратко{0}}трайно излагане до400 градусаили по-висока.
Процеси на производство на тръби от въглеродни влакна
Производството на тези тръби изисква прецизен контрол, за да се гарантира пълното втвърдяване на смолата и постигането на максималния й термичен потенциал.
Намотка на нишките:Непрекъснатите влакна се навиват под напрежение върху дорник. Това е идеално за съдове под налягане или тръби, изискващи висока якост на обръч.
Опаковане на рула:Предварително импрегнирани („препрег“) листове от въглеродни влакна се увиват около дорник. Това позволява сложни ориентации на влакна (0 градуса, +/- 45 градуса, 90 градуса) за оптимизиране за огъване и въртящ момент.
Пресоване:За да се постигне необходимата висока Tg, тези тръби често се втвърдяват под високо налягане и температура в автоклав, за да се премахнат кухините и да се осигурят големи обемни фракции на влакната.
Устойчивите на висока{0}}температура тръби от въглеродни влакна са критични в индустриите, където компонентите трябва да издържат на екстремни температури, без да губят формата или здравината си. Тъй като въглеродните влакна по своята същност са „устойчиви-на пълзене“ (не се разтягат или деформират при дългосрочно-напрежение), те превъзхождат повечето метали при високи-топлини, високо-натоварени среди.
По-долу са основните приложения, категоризирани по индустрия и специфичен случай на употреба.
1. Промишленост и производство
Високотемпературните-тръби често се използват за замяна на тежки стоманени или алуминиеви части във фабриките за увеличаване на скоростта и прецизността.
Пещи за топлинна обработка: Използва се като ролки или опорни пръти за движещи се части през индустриални пещи. За разлика от стоманата, те няма да се изкривят или "увиснат" при високи температури.
Роботизирани крайни{0}}ефектори: В леярните или производството на стъкло, роботизираните ръце използват тръби от въглеродни влакна за работа с горещи материали. Леката природа позволява на робота да се движи по-бързо, докато устойчивостта на топлина защитава структурната цялост на ръката.
2. Автомобили и моторни спортове
При високо{0}}мощните превозни средства намаляването на теглото е жизненоважно, но много компоненти се намират близо до двигателя или ауспуха.
Топлинни щитове на изпускателната система: Тръби или полу{0}}тръби, използвани за покриване на изпускателни системи, защитаващи чувствителни електронни компоненти от лъчиста топлина. Турбокомпресор
Канал: Тръбите от въглеродни влакна пренасят сгъстен, загрят въздух от турбото към междинния охладител.
Задвижващи валове: Високо-производителните задвижващи валове могат да генерират вътрешна топлина чрез високо-триене в оборотите. Смолите с висока-Tg предотвратяват омекването на вала по време на продължителни-работи с висока скорост.
3. Енергия и изследвания
Водородни горивни клетки: Използва се в структурни корпуси и тръбопроводи, където управлението на топлината е постоянно предизвикателство.
