Kompozit materialların davamlı inkişafı ilə şüşə liflə gücləndirilmiş plastiklərdən əlavə, karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastiklər, bor lifləri ilə gücləndirilmiş plastiklər və s.Karbon lifi ilə gücləndirilmiş polimer kompozitlər (CFRP) gündəlik həyatımızda istifadə etdiyimiz bir çox məhsulların istehsalında istifadə olunan yüngül və güclü materiallardır.Əsas struktur komponenti kimi karbon liflərindən istifadə edən liflə gücləndirilmiş kompozit materialları təsvir etmək üçün istifadə edilən bir termindir.
Məzmun cədvəli:
1. Karbon Fiber Güclü Polimer Quruluş
2. Karbon Fiber Gücləndirilmiş Plastikin Forma üsulu
3. Karbon Fiberlə Gücləndirilmiş Polimerin xüsusiyyətləri
4. CFRP-nin üstünlükləri
5. CFRP-nin çatışmazlıqları
6. Karbon Fiber Gücləndirilmiş Plastik İstifadələri
Karbon Fiber Gücləndirilmiş Polimer Quruluş
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastik, karbon lifli materialların müəyyən bir istiqamətdə düzülməsi və birləşdirilmiş polimer materiallarından istifadə etməklə əmələ gələn materialdır.Karbon lifinin diametri olduqca nazikdir, təxminən 7 mikrondur, lakin onun gücü olduqca yüksəkdir.
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş kompozit materialın ən əsas tərkib hissəsi karbon lifli filamentdir.Karbon filamentinin əsas xammalı prepolimer poliakrilonitril (PAN), rayon və ya neft qatışıdır.Karbon filamentləri daha sonra karbon lif hissələri üçün kimyəvi və mexaniki üsullarla karbon lifli parçalara hazırlanır.
Bağlayıcı polimer adətən epoksi kimi termoset qatrandır.Digər termosetlər və ya termoplastik polimerlər bəzən polivinil asetat və ya neylon kimi istifadə olunur.Karbon liflərinə əlavə olaraq, kompozitlər aramid Q, ultra yüksək molekulyar polietilen, alüminium və ya şüşə lifləri də ehtiva edə bilər.Son karbon lifi məhsulunun xassələrinə yapışdırıcı matrisə daxil edilən əlavələrin növü də təsir edə bilər.
Karbon Fiberlə Gücləndirilmiş Plastikin Forma üsulu
Karbon lif məhsulları əsasən müxtəlif proseslərə görə fərqlənir.Karbon lifi ilə gücləndirilmiş polimer materialları yaratmaq üçün bir çox üsul var.
1. Əl düzəltmə metodu
Quru üsula (əvvəlcədən hazırlanmış sex) və yaş üsula (istifadə etmək üçün yapışdırılmış lifli parça və qatran) bölünür.Əl lay-up, həmçinin sıxılma qəlibləmə kimi ikincil qəlibləmə proseslərində istifadə üçün prepregləri hazırlamaq üçün istifadə olunur.Bu üsul, karbon lifli parça təbəqələrinin son məhsulu yaratmaq üçün bir qəlib üzərində laminatlandığı yerdir.Yaranan materialın möhkəmlik və sərtlik xassələri parça liflərinin hizalanması və toxunuşunun seçilməsi ilə optimallaşdırılır.Sonra qəlib epoksi ilə doldurulur və istilik və ya hava ilə qurudulur.Bu istehsal üsulu tez-tez mühərrik qapaqları kimi gərgin olmayan hissələr üçün istifadə olunur.
2. Vakuum formalaşdırma metodu
Laminasiya edilmiş prepreg üçün onu qəlibə yaxınlaşdırmaq və müəyyən temperatur və təzyiq altında müalicə edib formalaşdırmaq üçün müəyyən proses vasitəsilə təzyiq tətbiq etmək lazımdır.Vakuum torbası üsulu, formalaşma torbasının içini boşaltmaq üçün vakuum nasosundan istifadə edir ki, çanta ilə qəlib arasındakı mənfi təzyiq bir təzyiq meydana gətirir ki, kompozit material qəlibə yaxın olsun.
Vakuum torbası üsulu əsasında sonradan vakuum torbası-avtoklav əmələ gətirmə üsulu əldə edilmişdir.Avtoklavlar yalnız vakuum torbası üsullarından daha yüksək təzyiqlər təmin edir və hissəni (təbii müalicə əvəzinə) istiliklə müalicə edir.Belə bir hissə daha yığcam bir quruluşa, daha yaxşı səth keyfiyyətinə malikdir, hava kabarcıklarını effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər (baloncuklar hissənin gücünə çox təsir edəcək) və ümumi keyfiyyət daha yüksəkdir.Əslində, vakuum torbalama prosesi cib telefonu filminin yapışdırılması prosesinə bənzəyir.Hava kabarcıklarını aradan qaldırmaq əsas vəzifədir.
3. Sıxılma ilə qəlibləmə üsulu
Sıxılma qəlibikütləvi istehsal və kütləvi istehsal üçün əlverişli olan qəlibləmə üsuludur.Qəliblər adətən yuxarı və aşağı hissələrdən hazırlanır ki, biz buna kişi kif və dişi qəlib deyirik.Kalıplama prosesi prepreglərdən hazırlanmış döşəyi metal əks qəlibə qoymaqdan ibarətdir və müəyyən temperatur və təzyiqin təsiri altında mat qəlib boşluğunda qızdırılır və plastikləşir, təzyiq altında axır və qəlib boşluğunu doldurur və sonra Məhsulları əldə etmək üçün qəlibləmə və müalicə.Bununla belə, bu üsul əvvəlkilərdən daha yüksək ilkin qiymətə malikdir, çünki qəlib çox yüksək dəqiqlikli CNC emal tələb edir.
4. Dolama qəlibləmə
Mürəkkəb formalı və ya inqilab gövdəsi şəklində olan hissələr üçün, filamenti mandrel və ya nüvəyə bükərək hissəni hazırlamaq üçün bir filament sarğı istifadə edilə bilər.Sarma tam müalicə edildikdən sonra mandreli çıxarın.Məsələn, asma sistemlərdə istifadə olunan boruşəkilli birləşmə qolları bu üsulla hazırlana bilər.
5. Qatran Transfer Kalıplama
Qatran köçürmə qəlibləmə (RTM) nisbətən məşhur qəlibləmə üsuludur.Onun əsas addımları bunlardır:
1. Hazırlanmış pis karbon lifli parçanı qəlibə qoyun və qəlibi bağlayın.
2. İçərisinə maye termoset qatranı yeridin, möhkəmləndirici materialı hopdurun və qurudun.
Karbon Fiberlə Gücləndirilmiş Polimerin xüsusiyyətləri
(1) Yüksək güc və yaxşı elastiklik.
Karbon lifinin xüsusi gücü (yəni dartılma gücünün sıxlığa nisbəti) poladdan 6 dəfə və alüminiumdan 17 dəfə çoxdur.Xüsusi modul (yəni, cismin elastikliyinin əlaməti olan Young modulunun sıxlığa nisbəti) polad və ya alüminiumdan 3 dəfə çoxdur.
Yüksək xüsusi gücü ilə böyük bir iş yükünü daşıya bilər.Onun maksimum iş təzyiqi 350 kq/sm2-ə çata bilər.Bundan əlavə, təmiz F-4 və onun hörüklərindən daha sıxılır və elastikdir.
(2) Yaxşı yorğunluq müqaviməti və aşınma müqaviməti.
Onun yorğunluğa qarşı müqaviməti epoksi qatranından, metal materiallardan isə daha yüksəkdir.Qrafit lifləri özünü yağlayır və kiçik sürtünmə əmsalına malikdir.Aşınma miqdarı ümumi asbest məhsulları və ya F-4 örgülərindən 5-10 dəfə azdır.
(3) Yaxşı istilik keçiriciliyi və istilik müqaviməti.
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastiklər yaxşı istilik keçiriciliyinə malikdir və sürtünmə nəticəsində yaranan istilik asanlıqla dağılır.İnteryerin həddindən artıq istiləşməsi və istiliyi saxlamaq asan deyil və dinamik sızdırmazlıq materialı kimi istifadə edilə bilər.Havada -120~350°C temperatur aralığında stabil işləyə bilir.Karbon lifindəki qələvi metal tərkibinin azalması ilə xidmət temperaturu daha da artırıla bilər.İnert qazda onun uyğunlaşa bilən temperaturu təqribən 2000°C-ə çata bilər və soyuq və istidə kəskin dəyişikliklərə tab gətirə bilər.
(4) Yaxşı vibrasiya müqaviməti.
Rezonans yaratmaq və ya çırpmaq asan deyil, eyni zamanda vibrasiyanın azaldılması və səs-küyün azaldılması üçün əla materialdır.
CFRP-nin üstünlükləri
1. Yüngül çəki
Ənənəvi şüşə liflə gücləndirilmiş plastiklər davamlı şüşə lifləri və 70% şüşə lifləri (şüşə çəkisi/ümumi çəki) istifadə edir və adətən kub düym üçün 0,065 funt sıxlığa malikdir.Eyni 70% lif çəkisi olan CFRP kompoziti adətən kub düym üçün 0,055 funt sıxlığa malikdir.
2. Yüksək Güc
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş polimerlərin yüngül olmasına baxmayaraq, CFRP kompozitləri şüşə lifli kompozitlərdən daha yüksək gücə və vahid çəkiyə görə daha yüksək sərtliyə malikdir.Metal materiallarla müqayisədə bu üstünlük daha açıqdır.
CFRP-nin çatışmazlıqları
1. Yüksək qiymət
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş plastikin istehsal dəyəri çox yüksəkdir.Karbon lifinin qiymətləri cari bazar şəraitindən (təklif və tələb), karbon lifinin növündən (aerokosmik və kommersiya dərəcəsi) və lif paketinin ölçüsündən asılı olaraq kəskin şəkildə dəyişə bilər.Pound-for-found əsasında, bakirə karbon lifi şüşə lifdən 5-25 dəfə baha ola bilər.Poladı CFRP ilə müqayisə edərkən bu fərq daha da böyükdür.
2. Keçiricilik
Bu, karbon lifli kompozit materialların üstünlüyü və dezavantajıdır.Tətbiqdən asılıdır.Karbon lifləri son dərəcə keçiricidir və şüşə liflər izolyasiya edir.Bir çox məhsul karbon lifi və ya metal əvəzinə fiberglasdan istifadə edir, çünki onlar sərt izolyasiya tələb edir.Kommunal xidmətlər istehsalında bir çox məhsul şüşə liflərin istifadəsini tələb edir.
Karbon Fiber Gücləndirilmiş Plastik İstifadələri
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş polimerin tətbiqləri mexaniki hissələrdən hərbi materiallara qədər genişdir.
(1)möhürləyici qablaşdırma kimi
Karbon lifi ilə gücləndirilmiş PTFE materialı korroziyaya davamlı, aşınmaya davamlı və yüksək temperatura davamlı sızdırmazlıq halqaları və ya qablaşdırma halına gətirilə bilər.Statik sızdırmazlıq üçün istifadə edildikdə, xidmət müddəti daha uzundur, ümumi yağa batırılmış asbest qablaşdırma ilə müqayisədə 10 dəfədən çox.Yük dəyişiklikləri və sürətli soyutma və sürətli qızdırma altında sızdırmazlıq performansını qoruya bilər.Materialda aşındırıcı maddələr olmadığı üçün metal üzərində heç bir çuxur korroziyası baş verməyəcək.
(2)daşlama hissələri kimi
Özünü yağlama xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, xüsusi məqsədlər üçün rulmanlar, dişlilər və piston halqaları kimi istifadə edilə bilər.Məsələn, aviasiya alətləri və maqnitofonlar üçün yağsız yağlanmış podşipniklər, elektrik ötürücü teplovozlar üçün yağsız yağlanmış dişlilər (yağ sızması nəticəsində yaranan qəzaların qarşısını almaq üçün), kompressorlarda yağsız yağlanmış porşen halqaları və s. Bundan əlavə, o, toksik olmayan xüsusiyyətlərindən istifadə edərək qida və əczaçılıq sənayesində sürüşmə rulmanları və ya möhür kimi də istifadə edilə bilər.
(3) Aerokosmik, aviasiya və raketlər üçün struktur materialları kimi.İlk dəfə təyyarənin çəkisini azaltmaq və uçuş səmərəliliyini artırmaq üçün təyyarə istehsalında istifadə edilmişdir.O, həmçinin kimya, neft, elektrik enerjisi, maşınqayırma və digər sənaye sahələrində fırlanan və ya qarşılıqlı dinamik möhür və ya müxtəlif statik sızdırmazlıq materialları kimi istifadə olunur.
Zhengxi peşəkardırÇində hidravlik pres zavodu, yüksək keyfiyyətli təmin edirkompozit hidravlik presCFRP məhsullarının formalaşdırılması üçün.
Göndərmə vaxtı: 25 may 2023-cü il
