Hochtemperatur-flammhemmendes karbonisiertes Gewebe für Industrie- und Luft- und Raumfahrtanwendungen
Karbonisiertes Gewebe aus voroxidierte PAN-Faser stellt eine neue Klasse von Hochleistungs-Flammschutzmaterialien . Diese Stoffe sind für ihre außergewöhnliche Beständigkeit gegen Feuer, Hitze, Chemikalien und Elektrizität bekannt und eignen sich ideal für den Einsatz in Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie, Energiespeicherung , Und industrieller Wärmeschutz Anwendungen.
Wie wird karbonisierter Stoff hergestellt?
1. Voroxidation
PAN-Fasern werden bei 200–300 °C in Luft oxidiert, um ein thermisch stabiles Leiterpolymer mit einem hohen Sauerstoffindex (LOI) von 40–60 % zu bilden.
2. Karbonisierung und Graphitisierung
- Niedertemperaturkarbonisierung: 600–1500 °C in Stickstoff, um nicht kohlenstoffhaltige Elemente zu entfernen und einen Kohlenstoffgehalt von >90 % zu erzielen.
- Hochtemperatur-Graphitisierung: 2500–3000 °C in Argon oder Helium, um >99 % Kohlenstoff zu erreichen und graphitähnliche kristalline Strukturen zu bilden.
3. Nachbearbeitung
Techniken wie Nadelstanzen und Weben werden verwendet, um Fasern in Wärmedämmpolster, feuerfeste Tücher und Verbundverstärkungen umzuwandeln
Was ist karbonisiertes Gewebe aus voroxidierten Fasern?
Voroxidierte Fasern entstehen durch die Behandlung von Polyacrylnitril (PAN)-Vorläuferfasern in einer sauerstoffreichen Umgebung. Diese werden dann bei hohen Temperaturen karbonisiert oder graphitiert, um Gewebe mit einem Kohlenstoffgehalt von über 90–99 % zu erzeugen, wobei ungeordnete Graphit- oder Kristallstrukturen entstehen.
Hauptmerkmale von karbonisiertem Gewebe
- Flammhemmend: LOI bis zu 50 %; nicht brennbar, tropft und schmilzt nicht.
- Hochtemperaturbeständig: Arbeitet kontinuierlich bei 220 °C, hält kurzfristigen Belastungen von über 400 °C stand.
- Hohe Festigkeit und geringes Gewicht: Zugfestigkeit bis zu 3,8 GPa, Dichte ~1,3–1,4 g/cm³.
- Chemische Stabilität: Beständig gegen Säuren, Laugen und Hydrolyse.
- Elektrische Isolierung: Die Durchschlagfestigkeit liegt über 100.000 Volt/mm².
- Umweltfreundlich: Halogenfrei, ungiftig, keine schädlichen Rauchemissionen.
Technische Parameter des karbonisierten Gewebes
| Parameterkategorie | Technische Spezifikationen |
| Flächendichte (GSM） | 200 g/m² |
| Dicke (mm) | 1,4-1,8 |
| Dichte (g/cm³) | 1,35-1,45 |
| Kohlenstoffgehalt | ≥92 % (Niedrigtemperatur-Karbonisierung) / ≥99 % (Hochtemperatur-Graphitisierung) |
| Sauerstofflimitierungsindex (LOI) | ≥45 % |
| Langzeittemperaturbeständigkeit | 220°C (Dauerbetrieb) / 400°C (Kurzzeitbetrieb) |
| Thermische Zersetzungstemperatur | ≥640°C |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K)) | ≤0,038 |
| Zugfestigkeit (Kettfaden) |
≥3,2 GPa |
| Zugfestigkeit (Schuss) |
≥2,8 GPa |
| Bruchdehnung |
≤2,5 % |
| Reißfestigkeit (N) |
≥50 (Trapezmethode) |
| Volumenwiderstand (Ω·cm) |
1,0×10⁻³ – 1,0×10⁻² (Anpassbar basierend auf dem Karbonisierungsprozess) |
| Durchschlagspannung (kV/mm) |
≥10 |
Industrielle Anwendungen für karbonisiertes Gewebe
- Brandschutz: Feuerwehrausrüstung, Feuerlöschdecken, Gesichtsschutz und hitzebeständige Abdeckungen.
- Militär und Strafverfolgung: Flammhemmende Westen, Explosionsschutzanzüge und Thermoabdeckungen.
- Energiespeicherung: Batterieelektrodenmaterialien, Wärmedämmung in Batteriemodulen.
- Arbeitssicherheit: Schweißanzüge, Ofenschutz, Thermovorhänge und Hitzeschilde.
- Luft- und Raumfahrt & Automobilindustrie: Flugzeugbremsbeläge, Motorisolierung, leichte Carbonteile.
- Umwelt & Chemie: Katalysatorträger, Entschwefelungs-/Entstickungsfilter, korrosionsbeständige Auskleidungen.
Warum karbonisiertes Gewebe wählen?
Ob Sie fortschrittliche Verbundwerkstoffe herstellen oder flammhemmende Lösungen entwickeln – karbonisiertes Gewebe aus voroxidierten PAN-Fasern bietet unübertroffenen Wärmeschutz, mechanische Festigkeit und Umweltverträglichkeit. Es ist eine intelligente, zukunftssichere Wahl für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
