מנקודת המבט של חוט פחמן, מדוע המחיר של סיבי פחמן גבוה יחסית?

הביצועים הגבוהים של חומר סיבי פחמן גורמים לו לביצועי יישום גבוהים מאוד בתעשיות רבות.כאשרסיבי פחמןהמוצר מוחל, נמצא כי המחיר הכולל גבוה.המקום שבו המחיר של מוצר הסיבים השבורים גבוה קשור להרבה מקומות.הצוות שלנו יגיד לך מנקודת המבט של סיבי פחמן.

מוצרי סיבי הפחמן שאנו רואים למעשה שונים מאוד מחומרי סיבי הפחמן שלנו, מכיוון שלא ניתן לייצר סיבים לבד, ויש לשלב אותם עם מטריצת שרף כדי להשלים את ייצור המוצרים.אחת הסיבות לכך שמחיר מוצרי הסיבים יקר יחסית היא שעלות חוטי הפחמן גבוהה יחסית, ולכן עלינו להבין תחילה את חומר הגרירה מסיבי פחמן.

ישנם שלושה סוגים של גרר סיבים שבורים, כולל סיבי פחמן על בסיס פולי-אקרילוניטריל (PAN), סיבי פחמן על בסיס זפת וסיבי פחמן על בסיס מסטיק.סיבי הפחמן הנפוץ ביותר מבוססי PAN הוא למעשה הנפוץ ביותר, וכל נתח השוק הוא מעל 90%, כך שסיבי הפחמן התרמופלסטיים הנוכחיים מתייחסים בעצם לסיבי פחמן מבוססי PAN.

גם הפוליאקרילוניטריל הומצא כבר בהתחלה.הוא הומצא על ידי Akio Kondo ביפן בשנת 1959, ולאחר מכן יוצר בהמוניו ב-Toray בשנת 1970. כל חוט הפחמן של פוליאקרילוניטריל הוא בעל חוזק גבוה מאוד ומאפיינים של כוכב דגם.הסיב המבוסס על אספלט פותח על ידי אוניברסיטת Gunma ביפן בשנת 1965. לגרר סיבי פחמן זה יש מוליכות תרמית גבוהה מאוד עד 90OGPa, כך שהוא מיושם בעיקר על חומרים פונקציונליים מיוחדים.סיבי פחמן על בסיס ויסקוזה שימשו בעיקר כחומר מרוכב למגני חום של חלליות בשנות ה-50, וזה גם החומר שישמש כעת.אז גילינו שהשניים הראשונים הומצאו על ידי היפנים, וזו הסיבה שתקן מדידת הביצועים של גרר סיבי פחמן מבוסס על חומר סיבי פחמן Toray.

כמובן, המחקר והפיתוח של מבשרי גרירה מסיבי פחמן המשיכו להתקדם בשנים האחרונות, אך ההשפעה הכוללת טרם נכנסה לתוקף.כיום, מבוסס PAN הוא עדיין עמוד התווך.בייצור חוטי פחמן, תפוקת הפחמן של שלושת המבשרים יכולה להגיע ליותר מ-B80%.תיאורטית, המחיר של חוטי סיבי פחמן כאלה בהחלט יהיה נמוך יותר, אך יש לשכלל ולכוון את הייצור של סיבי פחמן.תהליך זה יגדיל מאוד את עלויות הייצור ויקטין את התשואה ל-30%.אז המבוססים על PAN עדיין פופולריים יותר.

אז בואו נסתכל על סיבי הפחמן PAN בשימוש נרחב.המחיר של סיבי פחמן מבוססי PAN נמוך בהרבה מזה של סיבי פחמן מבוססי אספלט, וניתן ליישם אותו בתחומים רבים.המחיר של סיבים מבוססי PAN ללוויינים גבוה עד 200 ין/ק"ג, בעוד שמחיר סיבי פחמן למכוניות נמוך עד 2,000 ין/ק"ג.

אז אנחנו עדיין משתמשים בחומר סיבי הפחמן של Toray כבסיס.כאן, הסיבים השבורים מבוססי PAN מחולקים לגררות גדולות וקטנות.לדוגמה, עלות ה-3K הנפוץ היא 50-70 דולר ארה"ב/ק"ג, והעלות של 6K היא 4-50 דולר ארה"ב/ק"ג.לכן, אנו יכולים גם להבין מדוע גרירות קטנות משמשות יותר בתחומים בעלי ביצועים גבוהים.

לכן, אנו אומרים כי המחיר של סיבי פחמן יהיה יקר יותר.לא בכדי יש לזה קשר רב עם חומרי הגלם.בנוסף, המחיר של מוצרי סיבי פחמן גבוה יחסית, ויש לכך קשר רב עם העובדה שמוצרי סיבי הפחמן שלנו דורשים עבודה וציוד רב.