碳纤维油浴装置是碳纤维生产过程中的重要设备,主要用于对碳纤维进行表面处理和上油等工艺,以下是其详细介绍:
结构组成
油浴槽:通常由不锈钢等耐腐蚀材料制成,用于容纳油浴介质,为碳纤维提供一个稳定的浸泡环境。油浴槽具有良好的保温性能,以减少热量散失,确保油浴温度的均匀性和稳定性。
加热系统:一般采用电加热管或蒸汽加热方式,安装在油浴槽底部或侧面。通过温度控制系统***调节加热功率,使油浴介质达到并保持在设定的温度范围内,满足碳纤维处理工艺的要求。
循环系统:包括循环泵和管道,循环泵将油浴介质从油浴槽中抽出,通过管道输送到各个需要的部位,然后再回流到油浴槽,形成一个循环回路。循环系统的作用是使油浴介质在整个装置内均匀分布,***温度和浓度的一致性,同时也有助于将碳纤维表面的杂质等带出,保持油浴介质的清洁。
搅拌装置:安装在油浴槽内,通常由电机驱动搅拌桨叶。搅拌装置可以使油浴介质充分混合,进一步提高温度和浓度的均匀性,确保碳纤维与油浴介质充分接触,提高处理效果。
上油装置:位于油浴槽上方或侧面,一般由油嘴、油泵和油液储存罐等组成。上油装置将适量的油剂均匀地涂覆在碳纤维表面,形成一层保护膜,改善碳纤维的表面性能,提高其后续加工性能和使用性能。
张力控制系统:用于控制碳纤维在油浴过程中的张力,确保碳纤维在浸泡和上油过程中保持适当的张力,避免出现松弛或过度拉伸的情况,***碳纤维的质量和性能。
温度和浓度监测系统:配备温度传感器和浓度传感器,实时监测油浴介质的温度和浓度。温度传感器将温度信号传输给温度控制系统,以便进行温度调节;浓度传感器(如 MPR E-Scan 在线浓度仪)则实时监测油剂浓度,为浓度控制提供数据支持。
工作原理
碳纤维丝束从放线装置引出后,进入油浴槽中,在油浴介质中浸泡一定时间,使碳纤维表面充分吸附油剂。油浴介质中的热量传递给碳纤维,有助于油剂更好地渗透和附着在碳纤维表面。同时,循环系统和搅拌装置使油浴介质保持流动和均匀混合,确保碳纤维在整个浸泡过程中接触到的油浴介质温度和浓度一致。在碳纤维离开油浴槽时,上油装置会根据设定的油量和速度,再次对碳纤维表面进行***上油,使碳纤维表面形成一层均匀、稳定的油膜。张力控制系统则在整个过程中对碳纤维的张力进行实时调整和控制,***碳纤维的形态和性能稳定。
作用
改善表面性能:通过油浴和上油处理,碳纤维表面的粗糙度和摩擦系数得到优化,使其在后续的编织、缠绕等加工过程中更容易操作,减少纤维之间的磨损和断裂,提高加工效率和产品质量。
提高浸润性:使碳纤维与树脂等基体材料的浸润性更好,增强碳纤维与基体之间的结合力,从而提高复合材料的力学性能和整体性能。
保护纤维:油剂在碳纤维表面形成的保护膜可以防止纤维受到外界环境的侵蚀,如水分、氧气等,提高碳纤维的耐腐蚀性和耐久性。
碳纤维油浴装置通过***的温度、浓度和张力控制,以及合理的结构设计,为碳纤维提供了良好的表面处理和上油环境,对于提高碳纤维的质量和性能具有重要意义。
MPR E-Scan 在线浓度仪应用于碳纤维油浴装置时,具有无耗材免维护的特点,以下是具体介绍:
无耗材的原因
核心部件耐用:采用蓝宝石棱镜等高品质材料作为接触样品的部件,蓝宝石具有极高的硬度和化学稳定性,耐磨损、耐腐蚀,能够长期在碳纤维油浴的环境中保持性能稳定,无需定期更换5。
光学系统封闭:光学系统完全密闭,可***外界光线干扰,减少了因外界环境因素对光学部件造成损伤或污染的可能性,无需因光学系统受污染等问题而更换相关耗材3。
无易损耗部件:仪器没有像传统浓度测量仪器中存在的如滤纸、电极等易损耗部件,其主要组成部分如传感器、变送器等,在正常工作条件下具有较长的使用寿命,不需要消耗额外的材料来维持其运行。
免维护的优势
自动清洗功能:碳纤维油剂有一定的粘度,易附着在传感器触湿面,MPR E-Scan 在线浓度仪配备的在线自动清洗系统,可按设定的程序定期自动对棱镜等关键部件进行清洗,去除附着的油剂等物质,保持测量精度,无需人工频繁清洗。
自动温度补偿:内置有测量液体温度的精密传感器,能够直接测量油浴装置中介质的温度,并利用运算方法对温度实现自动补偿,确保在不同温度条件下都能准确测量浓度,减少了因温度变化导致的测量偏差,无需人工进行温度校正等维护操作。
高稳定性设计:采用分体式设计,将仪器 CPU 和主要电路板与光学部分分离,使系统更抗震、更耐高温,稳定性更好,有效使用寿命***。全屏蔽结构则降低了仪器对环境差异的敏感性,减少了因外界干扰而出现故障的概率,从而大大减少了维护工作量。
自诊断功能:仪器具备自诊断功能,能够实时监测自身的工作状态,及时发现并报告可能存在的故障,便于操作人员快速定位和解决问题,降低了维护的难度和成本。