Med den kontinuerlige udvikling af sammensatte materialer, ud over glasfiberforstærket plastik, er carbonfiberforstærket plastik, borfiberforstærket plast osv.. Carbonfiberforstærkede polymerkompositter (CFRP) er lette og stærke materialer, der bruges til at fremstille mange produkter, som vi bruger i vores daglige liv. Det er et udtryk, der bruges til at beskrive fiberforstærket sammensatte materialer, der bruger carbonfibre som den vigtigste strukturelle komponent.
Indholdsbord:
1. kulfiberforstærket polymerstruktur
2. Støbningsmetoden til kulfiberforstærket plastik
3. egenskaber ved kulfiberforstærket polymer
4. fordele ved CFRP
5. Ulemper ved CFRP
6. Kulfiberforstærket plastbrug
Carbonfiberforstærket polymerstruktur
Carbonfiberforstærket plast er et materiale dannet ved at arrangere carbonfibermaterialer i en bestemt retning og bruge bundne polymermaterialer. Diameteren af kulfiber er ekstremt tynd, ca. 7 mikron, men dens styrke er ekstremt høj.
Den mest basale bestanddelte enhed af carbonfiberforstærket sammensat materiale er kulfiberfilament. Det grundlæggende råmateriale i kulstoffilament er præpolymerpolyacrylonitril (PAN), rayon eller petroleumstation. Carbonfilamenterne fremstilles derefter til kulfiberstoffer ved kemiske og mekaniske metoder til kulfiberdele.
Den bindende polymer er normalt en termohærdende harpiks, såsom epoxy. Andre termosetter eller termoplastiske polymerer anvendes undertiden, såsom polyvinylacetat eller nylon. Foruden carbonfibre kan kompositter også indeholde aramid Q, ultrahøj molekylvægt polyethylen, aluminium eller glasfibre. Egenskaberne ved det endelige carbonfiberprodukt kan også påvirkes af den type tilsætningsstoffer, der blev indført i bindematrixen.
Støbningsmetoden til kulfiberforstærket plastik
Carbonfiberprodukter er hovedsageligt forskellige på grund af forskellige processer. Der er mange metoder til dannelse af kulfiberforstærkede polymermaterialer.
1. håndoplægningsmetode
Opdelt i den tørre metode (forberedt butik) og våd metode (fiberstof og harpiks limet til brug). Håndopstilling bruges også til at forberede forpregs til brug i sekundære støbningsprocesser, såsom komprimeringsstøbning. Denne metode er, hvor ark carbonfiber klud lamineres på en form for at danne det endelige produkt. Styrke- og stivhedsegenskaber for det resulterende materiale optimeres ved at vælge justering og væv af stoffibre. Formen fyldes derefter med epoxy og helbredes med varme eller luft. Denne fremstillingsmetode bruges ofte til ikke-stressede dele, såsom motoromslag.
2. vakuumformningsmetode
For den laminerede forpreg er det nødvendigt at anvende tryk gennem en bestemt proces for at gøre den tæt på formen og for at helbrede og forme den under en bestemt temperatur og tryk. Vakuumposemetoden bruger en vakuumpumpe til at evakuere indersiden af den dannende taske, så det negative tryk mellem posen og formen danner et tryk, så det sammensatte materiale er tæt på formen.
På basis af vakuumposemetoden blev vakuumpose-autoclave-dannelsesmetoden afledt senere. Autoklaver tilvejebringer højere tryk og varmehærdning af delen (i stedet for naturlig hærdning) end kun vakuumposemetoder. En sådan del har en mere kompakt struktur, bedre overfladekvalitet, kan effektivt eliminere luftbobler (bobler vil i høj grad påvirke styrken i delen), og den samlede kvalitet er højere. Faktisk ligner processen med vakuumposning den for mobiltelefonfilm. At fjerne luftbobler er en vigtig opgave.
3. kompressionsstøbningsmetode
Komprimeringsstøbninger en støbemetode, der er befordrende for masseproduktion og masseproduktion. Forme er normalt lavet af øvre og nedre dele, som vi kalder mandlig form og en kvindelig form. Støbningsprocessen er at placere måtten lavet af forpregs i metal tællerform, og under virkningen af visse temperaturer og tryk opvarmes og plastificeres måtten i formhulen, strømmer under tryk og fylder formhulrummet og derefter og støbning og hærdning for at opnå produkter. Imidlertid har denne metode en højere indledende omkostning end de foregående, da formen kræver meget høj præcision CNC-bearbejdning.
4. vikling af støbning
For dele med komplekse former eller i form af en revolutionskasse kan en filamentvinder bruges til at gøre delen ved at vikle glødetråden på en dorn eller kerne. Efter vikling er komplet kur og fjern dornen. For eksempel kan rørformede fælles arme, der bruges i ophængssystemer, fremstilles ved hjælp af denne metode.
5. Resinoverførselsstøbning
Resin Transfer Molding (RTM) er en relativt populær støbemetode. Dens grundlæggende trin er:
1. Placer det tilberedte dårlige kulfiberstof i formen og luk formen.
2. Injektion af flydende termohærdende harpiks i det, imprægnerer det forstærkende materiale og kur.
Egenskaber ved kulfiberforstærket polymer
(1) Høj styrke og god elasticitet.
Den specifikke styrke (dvs. forholdet mellem trækstyrke og densitet) af kulfiber er 6 gange stål og 17 gange det for aluminium. Den specifikke modul (det vil sige forholdet mellem Youngs modul og densitet, hvilket er et tegn på elasticiteten af et objekt) er mere end 3 gange det af stål eller aluminium.
Med høj specifik styrke kan det bære en stor arbejdsbelastning. Dets maksimale arbejdstryk kan nå 350 kg/cm2. Derudover er det mere komprimerbart og elastisk end ren F-4 og dens fletning.
(2) God træthedsmodstand og slidstyrke.
Dens træthedsmodstand er meget højere end for epoxyharpiks og højere end metalmaterialer. Grafitfibre er selvsmør og har en lille friktionskoefficient. Mængden af slid er 5-10 gange mindre end for generelle asbestprodukter eller F-4-fletninger.
(3) God termisk ledningsevne og varmemodstand.
Carbonfiberforstærket plast har god termisk ledningsevne, og den varme, der genereres af friktion, spredes let. Interiøret er ikke let at overophedes og opbevare varme og kan bruges som et dynamisk tætningsmateriale. I luften kan det fungere stabilt i temperaturområdet -120 ~ 350 ° C. Med reduktion af alkalimetalindhold i kulfiber kan servicetemperaturen øges yderligere. I en inert gas kan dens tilpasningsdygtige temperatur nå ca. 2000 ° C, og den kan modstå skarpe ændringer i kulde og varme.
(4) God vibrationsmodstand.
Det er ikke let at resonere eller flagre, og det er også et fremragende materiale til vibrationsreduktion og støjreduktion.
Fordele ved CFRP
1. let vægt
Traditionelle glasfiberforstærket plast bruger kontinuerlige glasfibre og 70% glasfibre (glasvægt/total vægt) og har typisk en densitet på 0,065 pund pr. Kubik tomme. En CFRP -komposit med den samme 70% fibervægt har typisk en densitet på 0,055 pund pr. Kubik inch.
2. høj styrke
Selvom carbonfiberforstærkede polymerer er lette, har CFRP -kompositter højere styrke og højere stivhed pr. Enhedsvægt end glasfiberkompositter. Sammenlignet med metalmaterialer er denne fordel mere åbenlyst.
Ulemper ved CFRP
1. høje omkostninger
Produktionsomkostningerne for carbonfiberforstærket plast er uoverkommelige. Priserne på kulfiber kan variere dramatisk afhængigt af de aktuelle markedsforhold (udbud og efterspørgsel), typen af kulfiber (luftfart vs. kommerciel kvalitet) og størrelsen på fiberbundtet. På pund-for-pund kan jomfruelig kulfiber være 5 til 25 gange dyrere end glasfiber. Denne forskel er endnu større, når man sammenligner stål med CFRP.
2. Konduktivitet
Dette er fordelen og ulempen ved carbonfiberkompositmaterialer. Det afhænger af applikationen. Carbonfibre er ekstremt ledende, og glasfibre isolerer. Mange produkter bruger glasfiber i stedet for kulfiber eller metal, fordi de kræver streng isolering. I produktionen af forsyningsselskaber kræver mange produkter brug af glasfibre.
Carbon fiberforstærket plastbrug
Anvendelserne af kulfiberforstærket polymer er bred i livet, fra mekaniske dele til militære materialer.
(1)som forseglingspakning
Carbonfiberforstærket PTFE-materiale kan gøres til korrosionsbestandigt, slidbestandigt og højtemperaturresistente tætningsringe eller pakning. Når det bruges til statisk forsegling, er levetiden længere, mere end 10 gange længere end den for generelle olie-nedbrydende asbestpakning. Det kan opretholde tætningsydelse under belastningsændringer og hurtig køling og hurtig opvarmning. Og da materialet ikke indeholder ætsende stoffer, vil der ikke forekomme nogen pittingkorrosion på metallet.
(2)som slibende dele
Ved hjælp af dens selvsmøringsegenskaber kan det bruges som lejer, gear og stempelringe til særlige formål. Såsom oliefrie smurt lejer til luftfartsinstrumenter og båndoptagere, oliefrie smurt gear til elektriske transmissionsdieselplokomotiver (for at undgå ulykker forårsaget af olielækage), oliefrie smurt pistonringe på kompressorer osv. Derudover kan det også bruges som glidende lejer eller sæler i fødevarer og farmaceutiske industrier ved at udnytte dets ikke-okh.
(3) som strukturelle materialer til rumfart, luftfart og missiler. Det blev først brugt i flyfremstilling for at reducere flyets vægt og forbedre flyveffektiviteten. Det bruges også i kemisk, olie, elektrisk strøm, maskiner og andre industrier som en roterende eller frem- og tilbagegående dynamisk tætning eller forskellige statiske tætningsmaterialer.
Zhengxi er professionelHydraulisk pressefabrik i Kina, der leverer høj-quliatorySammensat hydraulisk presseTil dannelse af CFRP -produkter.
Posttid: maj-25-2023
