用于高温应用的新型抗氧化碳纤维纱：编织和绕组过程

1。编织和蜿蜒技术的概述

编织和绕组是处理碳纤维纱的两种主要方法。它们可以将纤维材料转换为具有特定形状和功能的预成型。编织技术适用于通过交叉织纤维形成二维或三维结构来制造具有复杂形状的零件。绕组技术是沿特定路径将纤维缠绕在曼德尔上，该路径通常用于制造轴对称零件，例如管道和压力容器。

为了 用于高温应用的新型抗氧化碳纤维纱 ，编织和绕组技术的应用不仅需要满足传统碳纤维的加工要求，而且还需要克服抗氧化剂涂料带来的其他挑战。尽管抗氧化剂涂料改善了材料的高温性能，但它们也可能影响纤维的柔韧性和加工性能，因此在编织和绕组过程中需要更复杂的过程控制。

2。抗氧化剂碳纤维纱的编织过程
编织是根据某种模式形成网格结构的交叉编织纤维的过程。

（1）纤维预处理
编织之前，通常需要对抗氧化剂碳纤维纱进行预处理，以确保其表面涂层和纤维基质之间的粘结强度。预处理方法包括表面清洁和涂料均质化等，目的是减少纤维破裂或性能降解在编织过程中不均匀的涂层引起的。

（2）编织设备和过程参数设置
抗氧化碳纤维纱通常使用自动编织机进行编织，并且设备需要具有高精度的张力控制和速度调节功能。由于存在抗氧化剂涂层，因此纤维的脆性可能会增加，因此在编织过程中需要严格控制张力和速度，以避免纤维断裂。此外，还需要根据最终组件的性能要求来优化诸如编织角和光纤密度之类的参数。

（3）编织复合形组件
在高温应用中，许多组件（例如涡轮叶片和隔热罩）具有复杂的几何形状，这对编织技术的需求更高。通过三维织造技术，可以将抗氧化碳纤维纱编织成接近最终组件形状的预形成。该技术不仅可以改善材料利用率，而且还可以减少随后的处理步骤并降低生产成本。

（4）编织过程中的质量控制
在编织过程中，对纤维张力，编织角度和涂料完整性的实时监测是确保预成式质量的关键。通过引入智能监控系统，可以及时发现和纠正编织过程中发生的问题，从而提高收益率。

3。抗氧化剂碳纤维纱的绕组过程

绕组技术是一种加工方法，其中沿特定路径围绕mandrel缠绕纤维以形成轴对称成分。

（1）Mandrel的设计和准备

Mandrel是绕组过程中的关键工具，其形状和大小直接决定了最终组件的几何特性。对于高温应用中的复杂组件，曼德尔通常由高温抗性材料（例如陶瓷或石墨）制成，并进行精确加工以确保尺寸精度。

（2）绕组路径规划

绕组路径的设计需要考虑组件的机械性能和抗氧化剂碳纤维纱的特性。通过计算机辅助设计（CAD）和仿真技术，可以优化绕组路径，以确保组件中纤维的均匀分布和最佳性能。

（3）绕组设备和过程控制

抗氧化碳纤维纱通常使用CNC绕组机缠绕，并且设备需要具有高精度的张力控制和温度调节功能。由于存在抗氧化剂涂层，因此需要在绕组过程中避免过度张力或温度，以防止纤维断裂或涂层脱落。还需要根据组件的性能要求来精确控制诸如绕组速度和光纤间距之类的参数。

（4）固化和后处理
绕组后，通常需要固化预成型，以将纤维与基质材料（例如树脂或陶瓷）完全混合在一起。对于高温应用中耐氧化的碳纤维纱，需要在高温条件下进行固化过程，以确保材料的抗氧化剂特性和高温稳定性。固化后，还需要对组件进行表面处理和质量测试，以确保其满足使用的要求。