З'явілася пастаянная распрацоўка кампазітных матэрыялаў, акрамя пластмасы, узмоцненай шкляным валокнам, пластмасы, узмоцненай вугляроднымі валокнамі, пластыкі, узмоцненай борам і г.д. Палімерныя кампазіты, узмоцненыя з вугляродных валокнаў (CFRP), з'яўляюцца лёгкімі і моцнымі матэрыяламі, якія выкарыстоўваюцца для вырабу мноства прадуктаў, якія мы выкарыстоўваем у паўсядзённым жыцці. Гэта тэрмін, які выкарыстоўваецца для апісання кампазітных матэрыялаў, узмоцненых валокнамі, якія выкарыстоўваюць вугляродныя валокны ў якасці асноўнага структурнага кампанента.
Змест:
1. Палімерная структура, узмоцненая вугляродным валокнам
2. Метад ліцця пластыка, узмоцненага вугляродным валокнам
3. Уласцівасці палімера, узмоцненага вугляродным валокнам
4. Перавагі CFRP
5. Недахопы CFRP
6. Пластыкавыя ўжыванні з умацавання вугляродных валокнаў пластыкавыя
Палімерная структура, узмоцненая вугляродным валокнам
Пластык, узмоцнены вугляродным валокнам, - гэта матэрыял, які ўтвараецца шляхам размяшчэння матэрыялаў з вугляродных валокнаў у пэўным кірунку і выкарыстанні злучаных палімерных матэрыялаў. Дыяметр вугляроднага валакна надзвычай тонкі, каля 7 мкм, але яго трываласць надзвычай высокая.
Самая асноўная складная адзінка кампазітнага матэрыялу, узмоцненага вугляродным валокнам, - нітка вугляродных валокнаў. Асноўнай сыравінай вугляроднай ніткі з'яўляецца пропалімерная полиакрилонітрыл (PAN), Rayon або Petroleum Pitch. Затым вугляродныя ніткі ўносяцца ў тканіны з вугляродных валокнаў хімічнымі і механічнымі метадамі частак вугляродных валокнаў.
Палімер, які звязвае, звычайна ўяўляе сабой тэрмасетную смалу, напрыклад, эпаксід. Часам выкарыстоўваюцца іншыя тэрмасеты або тэрмапластычныя палімеры, такія як полівінілацэтат або нейлон. У дадатак да вугляродных валокнаў, кампазіты могуць таксама ўтрымліваць Q, ультравысокі малекулярны поліэтылен, алюміній або шкляныя валокны. На ўласцівасці выніковага прадукту вугляроднага валакна таксама могуць паўплываць тып дабавак, уведзеных у матрыцу злучэння.
Метад ліцця пластыка, узмоцненага вугляродным валокнам
Прадукты з вугляродных валокнаў у асноўным адрозніваюцца з -за розных працэсаў. Існуе мноства метадаў фарміравання палімерных матэрыялаў, узмоцненых вугляродным валокнам.
1. Спосаб размяшчэння рук
Падзелены на сухі метад (загадзя падрыхтаваны краму) і вільготны метад (тканіна валакна і смала, прылепленыя да выкарыстання). Апрацоўка рук таксама выкарыстоўваецца для падрыхтоўкі прэпаратаў для выкарыстання ў працэсах другаснага ліцця, такіх як ліццё сціску. Гэты метад - гэта, дзе лісты тканіны з вугляродных валокнаў ламінуюцца на форме, каб утварыць канчатковы прадукт. Уласцівасці трываласці і калянасці атрыманага матэрыялу аптымізуюцца шляхам выбару выраўноўвання і перапляцення тканкавых валокнаў. Затым цвіль запоўнены эпаксіднай і вылечваецца цяплом або паветрам. Гэты метад вытворчасці часта выкарыстоўваецца для не напружаных дэталяў, такіх як вечка рухавіка.
2. Метад утварэння вакууму
Для ламінаванага Prepreg неабходна аказваць ціск праз пэўны працэс, каб зрабіць яго блізкім да формы і вылечыць і фарміраваць яго пры пэўнай тэмпературы і ціску. Метад вакуумнага мяшка выкарыстоўвае вакуумны помпа для эвакуацыі ўнутранай часткі мяшка, каб адмоўны ціск паміж мяшком і формай утварае ціск, каб кампазітны матэрыял быў блізкі да формы.
На аснове метаду вакуумнага мяшка быў атрыманы метад утварэння вакуумнага мяшка-аўтаклава. Аўтаклавы забяспечваюць больш высокі ціск і вылечыць цеплавую частку (замест натуральнага отвержденія), чым метады, якія толькі вакуумныя мяшкі. Такая частка мае больш кампактную структуру, лепшую якасць паверхні, можа эфектыўна ліквідаваць бурбалкі паветра (бурбалкі будуць моцна паўплываць на трываласць часткі), а агульная якасць вышэй. На самай справе, працэс вакуумнага пакеты падобны на працэс, які тырчыць з мабільных тэлефонаў. Асноўная задача - ліквідацыя бурбалак паветра.
3. Спосаб ліцця сціску
Сціскнае ліццёгэта метад ліцця, які спрыяе масавай вытворчасці і масавай вытворчасці. Звычайна формы вырабляюцца з верхніх і ніжніх частак, якія мы называем мужчынскай формай і жаночай формай. Працэс ліцця заключаецца ў тым, каб пакласці кілімок, выраблены з папярэдне, у металічную лічыльную форму, а пад дзеяннем пэўнай тэмпературы і ціску кілімок награваецца і пластызуецца ў паражніны цвілі, цячэ пад ціскам і запаўняе паражніну цвілі, а потым, а таксама фарміраванне і лячэнне, каб атрымаць прадукты. Аднак гэты метад мае больш высокія першапачатковыя выдаткі, чым папярэднія, паколькі цвіль патрабуе вельмі высокай дакладнай апрацоўкі з ЧПУ.
4. Накручванне ліцця
Для дэталяў са складанымі формамі альбо ў форме цела рэвалюцыі, намотка з ніткай можа быць выкарыстаны для атрымання часткі, накручваючы нітку на аснове або ядра. Пасля абмоткі завершана лячэнне і выдаліце загад. Напрыклад, з выкарыстаннем гэтага метаду можна зрабіць трубчастыя сустава, якія выкарыстоўваюцца ў сістэмах падвескі.
5. Ліццё для перадачы смалы
Ліццё для перадачы смалы (RTM) - адносна папулярны метад ліцця. Яго асноўныя крокі:
1. Пакладзеце падрыхтаваную тканіну з дрэнным вугляродным валокнам у форму і зачыніце форму.
2. Увядзіце ў яе вадкасць Тэрморирующего смалы, насыпце армавальны матэрыял і вылечвайце.
Уласцівасці палімера, узмоцненага вугляродным валокнам
(1) Высокая трываласць і добрая эластычнасць.
Удзельная трываласць (гэта значыць, суадносіны трываласці на расцяжэнне да шчыльнасці) вугляроднага валакна ў 6 разоў больш, чым у сталі і ў 17 разоў, чым у алюмінія. Спецыфічны модуль (гэта значыць стаўленне модуля Янга да шчыльнасці, што з'яўляецца прыкметай эластычнасці аб'екта), больш чым у 3 разы большы за сталь або алюміній.
Пры высокай спецыфічнай трываласці ён можа несці вялікую працоўную нагрузку. Яго максімальны працоўны ціск можа дасягнуць 350 кг/см2. Акрамя таго, ён больш сціскаецца і пругкі, чым чысты F-4 і яе касу.
(2) Добрая ўстойлівасць да стомленасці і ўстойлівасць да зносу.
Устойлівасць да стомленасці значна вышэй, чым у эпаксіднай смалы і вышэй, чым у металічных матэрыялаў. Графітавыя валокны самастойна любрыка і маюць невялікі каэфіцыент трэння. Колькасць зносу ў 5-10 разоў менш, чым у агульных азбеставых прадуктах або касічак F-4.
(3) Добрая цеплаправоднасць і цеплавая ўстойлівасць.
Пластыка, узмоцненая вугляродным валокнам, мае добрую цеплаправоднасць, а цяпло, якое ўтвараецца трэннем, лёгка рассейваецца. Інтэр'ер няпроста перагрэецца і захоўвае цяпло і можа выкарыстоўвацца ў якасці дынамічнага герметычнага матэрыялу. У паветры ён можа стабільна працаваць у тэмпературным дыяпазоне -120 ~ 350 ° С. З памяншэннем утрымання шчолачнага металу ў вугляродных валакнах тэмпература абслугоўвання можа быць яшчэ больш павышана. У інертным газе яго адаптацыйная тэмпература можа дасягаць каля 2000 ° С, і яна можа супрацьстаяць рэзкім зменам холаду і цяпла.
(4) Добры вібрацыйны супраціў.
Рэзаніраваць або трапятаць няпроста, а таксама выдатны матэрыял для зніжэння вібрацыі і зніжэння шуму.
Перавагі CFRP
1. Лёгкі вага
Традыцыйныя пластмасы, узмоцненыя шклянымі валакна, выкарыстоўваюць бесперапынныя шкляныя валокны і 70% шкляных валокнаў (вага шкла/агульная маса) і звычайна маюць шчыльнасць 0,065 фунта на кубічны цаля. Кампазіт CFRP з той жа 70% вагай абалоніны звычайна мае шчыльнасць 0,055 фунта на кубічны цаля.
2. Высокая трываласць
Хоць палімеры, узмоцненыя вугляродным валокнам, маюць лёгкі вага, кампазіты CFRP маюць большую трываласць і больш высокую калянасць на адзінку вагі, чым кампазіты з шкляных валокнаў. У параўнанні з металічнымі матэрыяламі, гэта перавага больш відавочная.
Недахопы CFRP
1. Высокі кошт
Кошт вытворчасці пластыка, узмоцненага з вугляродных валокнаў, з'яўляецца непамернай. Цэны на вугляродныя валокны могуць рэзка адрознівацца ў залежнасці ад сучасных рынкавых умоў (попыт і прапанову), тып вугляродных валокнаў (аэракасмічная супраць камерцыйнай класа) і памер пучка валокнаў. На падставе фунта для фунта, вугляродныя валакна Virgin могуць быць у 5 да 25 разоў даражэй, чым шкляное валакно. Гэтая розніца яшчэ большая пры параўнанні сталі з CFRP.
2. Праводнасць
Гэта перавага і недахоп кампазітных матэрыялаў з вугляродных валокнаў. Гэта залежыць ад прыкладання. Вугляродныя валокны надзвычай праводныя, а шкляныя валокны ізалююць. Шмат якія прадукты выкарыстоўваюць шкловалакно замест вугляроднага валакна або металу, таму што яны патрабуюць жорсткай ізаляцыі. У вытворчасці камунальных службаў многія прадукты патрабуюць выкарыстання шкляных валокнаў.
Пластыкавыя ўжыванні з умацавання вугляродных валокнаў
Прымяненне палімера, узмоцненага вугляродным валокнам, шырокія ў жыцці, ад механічных частак да ваенных матэрыялаў.
(1)як герметычная ўпакоўка
Матэрыял, узмоцнены вугляродным валокнам PTFE, можа быць зроблены ў рэзістэнтнасці да карозіі, устойлівых да зносу і ўстойлівых да высокатэмпературных ушчыльняльных кольцаў або ўпакоўкі. Пры выкарыстанні для статычнага герметызацыі тэрмін службы даўжэйшы, больш чым у 10 разоў даўжэй, чым у агульнай упакоўцы азбесту. Ён можа падтрымліваць прадукцыйнасць герметызацыі пры змене нагрузкі і хуткага астуджэння і хуткага нагрэву. А паколькі матэрыял не ўтрымлівае агрэсіўных рэчываў, на метале не будзе карозіі.
(2)як шліфавальныя часткі
Выкарыстоўваючы свае ўласныя ўласцівасці, яго можна выкарыстоўваць у якасці падшыпнікаў, перадач і поршневых кольцаў для спецыяльных мэтаў. Такія, як змазаныя падшыпнікі без алеяў для авіяцыйных інструментаў і стужкі, алейныя змазкі для электрычнай перадачы дызельных паравозаў (каб пазбегнуць аварый, выкліканых уцечкамі алею), змазанымі поршневымі кольцамі, якія не маюць алею, і г.д.
(3) У якасці структурных матэрыялаў для аэракасмічнай, авіяцыі і ракет. Упершыню ён быў выкарыстаны ў вытворчасці самалётаў для зніжэння вагі самалёта і павышэння эфектыўнасці палёту. Ён таксама выкарыстоўваецца ў хімічнай, нафтавай, электраэнергіі, машынах і іншых галінах у якасці паваротнага або зваротнага дынамічнага ўшчыльнення або розных статычных матэрыялаў ушчыльнення.
Zhengxi - прафесіяналЗавод гідраўлічнай прэсы ў Кітаі, прадастаўленне высокай кюліяцыікампазітная гідраўлічная прэсаДля фарміравання прадуктаў CFRP.
Час паведамлення: мая 25-2023
