Quelles sont les applications de la fibre de carbone dans les cables

Grâce à ses caractéristiques inhérentes, la fibre de carbone confère à ses matériaux composites dexcellentes performances : résistance spécifique élevée, module spécifique élevé, résistance aux températures élevées, résistance à la corrosion, résistance à la fatigue, résistance au fluage, conductivité électrique, transfert de chaleur et coefficient de dilatation thermique faible, ainsi quune série dexcellentes performances, ce qui rend possible et inévitable son application dans lindustrie des fils et des câbles.

Développement et application de câbles chauffants en fibre de carbone

On sait depuis longtemps que la technologie du chauffage électrique avec un matériau métallique comme générateur de chaleur a été largement utilisée dans divers domaines. Cependant, la surface du fil métallique soxyde facilement à haute température, en raison de lépaississement de la couche doxyde, ce qui entraîne une réduction de la zone efficace du courant traversant le courant, une augmentation de la charge de courant et, par conséquent, une brûlure facile.
Pour une même zone de charge de courant admissible, la résistance du fil métallique est 6 à 10 fois inférieure à celle de la fibre de carbone, et il est facile de le briser en cours dutilisation.

La fibre de carbone est une structure stratifiée hexagonale composée de graphite, un matériau à corps noir, et présente donc une efficacité élevée de conversion de la chaleur électrique dans les applications de chauffage électrique.
Dans des conditions spécifiques, la température élevée ne soxyde pas et la résistance à la charge et la résistance mécanique du courant par unité de surface ne changent pas.
Les applications actuelles du câble chauffant en fibre de carbone sont les suivantes :

Système de chauffage par câble radiant à basse température ; température constante dans les couvoirs, les maisons de fleurs, les pépinières, les serres de légumes et autres systèmes de conservation de la chaleur et de chauffage.

Fonte des neiges pour les routes

Produit idéal pour le chauffage des sols dans les structures en béton, il peut également être utilisé comme dispositif de fonte de la neige, pour la protection contre le gel des eaux de pluie des toits et des tuyaux dévacuation, ainsi que pour le chauffage du sol.

Préservation de la chaleur et protection contre le gel pour les réservoirs de canalisations

Ces dernières années, en Chine, lélectricité accompagne le produit de chauffage, qui a fait lobjet dune promotion vigoureuse et a été largement utilisé. Leur champ dapplication se concentre principalement sur le pétrole, lindustrie chimique, lénergie électrique, les chemins de fer et les bâtiments civils ou commerciaux. Avec le développement de lindustrie de lénergie électrique en Chine, lénergie électrique propre et sans pollution secondaire étant la principale source dénergie, les perspectives du marché des produits de chauffage électrique dappoint sont très vastes, mais les exigences en matière de performances des produits de chauffage électrique dappoint sont également plus élevées.

Préservation de la chaleur du sol dans les espaces verts publics

Le chauffe-eau solaire est un chauffage dappoint à énergie électrique, principalement utilisé dans les jours nuageux et pluvieux à long terme ou dans la saison hivernale froide, en raison de la lumière insuffisante et de la température de leau du chauffe-eau solaire qui ne peut pas répondre aux besoins de la vie, du projet, de lénergie thermique dappoint et de la conception. Le chauffe-eau solaire a une forte résistance à la chaleur, au froid, aux températures élevées et à lhumidité, et il a une fonction anti-combustion. Même si le réservoir deau manque parfois deau et quil est mis sous tension par erreur, il ne brûlera pas le chauffe-eau électrique et le réservoir deau, ce qui garantit une utilisation sûre.

Développement et application de conducteurs à âme composite en fibres de carbone

Dans certains pays confrontés à des pénuries délectricité, non seulement le développement de lindustrie de la production délectricité est à la traîne, mais les lacunes de lindustrie de la transmission sont également apparues au grand jour, les lignes de transmission nayant pas été en mesure de répondre à la demande dexpansion rapide de la capacité de transmission. En raison de la surcharge causée par les coupures de courant, les pannes de courant sont fréquentes, le transport délectricité est devenu le « goulot détranglement » du développement de lindustrie de lélectricité, les pays étudient de nouvelles lignes aériennes de transport avec des conducteurs pour remplacer le fil toronné traditionnel en aluminium à âme en acier, le conducteur à âme composite en fibre de carbone a ainsi vu le jour.

Comparé au fil daluminium toronné à âme en acier, le conducteur à âme composite en fibre de carbone présente les avantages suivants :

1 Par rapport au câble ACSR de même diamètre, il peut fournir une capacité de transport de courant double

2 Il résout efficacement le problème de laffaissement du câble
3 Il peut fonctionner à des températures plus élevées, jusquà 200℃.
4 Lâme du fil peut résister à la corrosion et il ny a pas de problème de corrosion inter-bimétallique.
5 La capacité de transport de courant étant plus élevée, le coût du projet sen trouve réduit.
6 Il peut contenir jusquà 28 conducteurs de plus que les câbles conventionnels de même diamètre.
7 Lâme du câble à haute résistance permet de réduire efficacement le nombre de supports de câbles ou de réduire la hauteur des supports de câbles.
8 Réduit efficacement laffaissement du câble, ce qui rend le sol biologiquement plus sûr.

Outre les avantages mentionnés ci-dessus, il permet également de réduire les pertes délectricité lors de la transmission, de réduire le nombre de tours et de poteaux, déconomiser du terrain, de réduire la consommation de ressources en métaux non ferreux et de contribuer à la construction dun réseau de transport délectricité sûr, respectueux de lenvironnement, très efficace et économe en énergie.

Applications dans des environnements corrosifs à haute et basse température

La fibre de carbone est aussi fine quune araignée, trois types de fibre de carbone ont une résistance spécifique plus de 62 fois supérieure à celle de lacier, le processus de formage est bon, cest une nouvelle génération de matériaux dingénierie, son élasticité est élevée, la capacité à résister à la variabilité est plus de 2 fois supérieure à celle de lacier, la résistance à la traction de 30~40t/cm2pa, et la gravité spécifique est moins dun quart de lacier est la moitié des alliages daluminium, lélasticité élevée du module que lacier est 16 fois supérieure à celle des alliages daluminium est 12 fois supérieure à celle de lacier. La fibre de carbone est plus souple que lacier.
Par conséquent, la fibre de carbone peut être utilisée pour répondre aux exigences de portance et ne pas endommager facilement les composants internes de lâme de renforcement du câble, tels que les câbles sous-marins à fibre optique. La fibre de carbone peut résister à une basse température de -180 . Dans ces conditions, de nombreux matériaux sont devenus très fragiles, même lacier solide est devenu plus fragile que le verre, mais la fibre de carbone reste très souple dans ces conditions.
Par conséquent, les noyaux composites en fibre de carbone peuvent être utilisés pour la conception et la fabrication de supports de transmission dans des conditions extrêmement froides (par exemple, pour la recherche en Antarctique).

La fibre de carbone, quant à elle, peut résister à des températures élevées de 3000°C à 3500°C. À cette température élevée, le meilleur acier résistant à la chaleur se transforme également en acier, mais en labsence doxygène, la fibre de carbone reste inchangée.

La fibre de carbone présente une résistance supérieure à la corrosion. Les métaux les plus résistants à la corrosion sont lor et le platine. Dans une solution dacide nitrique (concentration de 70 %) et dacide sulfurique (concentration de 39 %) appelée « aqua regia », lor et le platine seront corrodés par les trous, tandis que l' »aqua regia » dans la fibre de carbone est saine et sauve.
Il sagit dune variété denvironnements chimiques pour la conception dun câble léger résistant à la corrosion chimique qui offre une nouvelle façon de penser.