Komposiitmaterjalide pideva arendamise korral on lisaks klaaskiududega tugevdatud plastidele ilmunud ka süsinikkiust tugevdatud plastid, boorikiust tugevdatud plast jne. Süsinikkiuga tugevdatud polümeerkomposiidid (CFRP) on kerged ja tugevad materjalid, mida kasutatakse paljude toodete valmistamiseks, mida me oma igapäevaelus kasutame. See on termin, mida kasutatakse kiududega tugevdatud komposiitmaterjalide kirjeldamiseks, mis kasutavad peamise konstruktsioonikomponendina süsinikkiude.
Sisu tabel:
1. süsinikkiuga tugevdatud polümeeri struktuur
2. süsinikkiuga tugevdatud plasti vormimismeetod
3. süsinikkiuga tugevdatud polümeeri omadused
4. CFRP eelised
5. CFRP puudused
6. Süsinikkiuga tugevdatud plastik kasutamine
Süsinikkiuga tugevdatud polümeeri struktuur
Süsinikkiududega tugevdatud plastik on materjal, mis on moodustatud, paigutades süsinikkiust materjalid teatud suunas ja kasutades sidemega polümeermaterjale. Süsinikkiu läbimõõt on äärmiselt õhuke, umbes 7 mikronit, kuid selle tugevus on äärmiselt kõrge.
Süsinikkiuga tugevdatud komposiitmaterjali kõige põhilisem koostisosa on süsinikkiust hõõgniit. Süsinikulaine põhiline tooraine on Prepolymeeri polüakrüülonitriil (PAN), Rayon või Petroleumi samm. Seejärel valmistatakse süsinikfilamendid süsinikkiust ja mehaaniliste meetodite abil süsinikkiust.
Sidumispolümeer on tavaliselt termosettimisvaik, näiteks epoksü. Mõnikord kasutatakse muid termosette või termoplastilisi polümeerisid, näiteks polüvinüülatsetaat või nailon. Lisaks süsinikkiududele võivad komposiidid sisaldada ka aramiid Q, ülikõrge molekulmassiga polüetüleeni, alumiiniumi või klaaskiud. Lõpliku süsinikkiust produkti omadusi võib mõjutada ka sidumismaatriksisse sisestatud lisaainete tüüp.
Süsinikkiuga tugevdatud plasti vormimismeetod
Süsinikkiustooted on erinevate protsesside tõttu peamiselt erinevad. Süsinikkiuga tugevdatud polümeermaterjalide moodustamiseks on palju meetodeid.
1. käte koostamise meetod
Jagatud kuivaks meetodiks (eelnevalt ettevalmistatud pood) ja märg meetod (kiu kangas ja vaiguks kasutamiseks liimitud). Käte paigaldamist kasutatakse ka valmististe valmistamiseks sekundaarse vormimise protsessides, näiteks survevormimisel. See meetod on koht, kus süsinikkiust riidest lamineeritakse vormile, et moodustada lõpptoode. Saadud materjali tugevuse ja jäikuse omadused on optimeeritud, valides kangakiudude joondamise ja kudumise. Seejärel täidetakse vorm epoksüga ja ravitakse kuumuse või õhuga. Seda tootmismeetodit kasutatakse sageli stressimata osade, näiteks mootori katte jaoks.
2. vaakum moodustamismeetod
Lamineeritud ettevalmistamise jaoks on vaja rõhutada teatud protsessi kaudu rõhku, et muuta see vormi lähedale ning ravida ja kujundada teatud temperatuuri ja rõhu all. Vaakumkoti meetod kasutab moodustumiskoti sisekülje evakueerimiseks vaakumpumpa, nii et koti ja vormi vaheline negatiivne rõhk moodustab rõhku, nii et komposiitmaterjal on vormi lähedal.
Vaakumkoti meetodi põhjal saadi vaakumkottide-autoklave moodustamismeetod hiljem. Autoklaavid pakuvad kõrgemat rõhku ja soojuse ravi (loodusliku kõvenemise asemel) kui vaakumkottide meetodid. Sellisel osal on kompaktsem struktuur, parem pinnakvaliteet, see võib õhumullid tõhusalt kõrvaldada (mullid mõjutavad oluliselt osa tugevust) ja üldine kvaliteet on suurem. Tegelikult sarnaneb vaakumkottide protsess mobiiltelefonifilmi kleepumisega. Õhumullide kõrvaldamine on peamine ülesanne.
3. kompressioonvormimismeetod
Survevormimineon vormimismeetod, mis soodustab masstootmist ja masstootmist. Vormid on tavaliselt valmistatud ülemisest ja alumisest osast, mida me nimetame meessoost hallituseks ja naissoost vormiks. Vormimisprotsess on panna valmistatud matt metallist vastuolusse ning teatud temperatuuri ja rõhu toimimise all kuumutatakse matt hallituse õõnsuses, voolab rõhu all ning täidab hallituse õõnsuse ning seejärel vormi ja kõvenedes toodete saamiseks. Sellel meetodil on siiski kõrgemad algkulud kui eelmistel, kuna hallitus nõuab väga ülitäpset CNC töötlemist.
4. mähis vormimine
Keerukate kujudega või revolutsiooni kujuga osade jaoks saab selle osa valmistamiseks kasutada hõõgniidi kerijat, keerates hõõgniidi mandril või südamikule. Pärast mähist on täielik ravi ja eemaldage mandlik. Näiteks saab selle meetodi abil valmistada suspensioonisüsteemides kasutatavaid torukujulisi vuugihooge.
5. vaiguülekande vormimine
Vaigu ülekandevormimine (RTM) on suhteliselt populaarne vormimismeetod. Selle põhilised sammud on:
1. Asetage ettevalmistatud halb süsinikkiust kangas vormi ja sulgege vorm.
2. Süstige sinna vedelat termoreerumisvaiku, immutage tugevdusmaterjali ja ravige.
Süsinikkiuga tugevdatud polümeeri omadused
(1) Kõrge tugevus ja hea elastsus.
Süsinikkiu spetsiifiline tugevus (see tähendab tõmbetugevuse ja tiheduse suhe) on 6 -kordne terase ja 17 -kordne alumiiniumist. Spetsiifiline moodul (see tähendab Youngi mooduli ja tiheduse suhe, mis on eseme elastsuse märk) on rohkem kui 3 korda suurem teras või alumiiniumist.
Suure spetsiifilise tugevusega võib see kanda suurt töökoormust. Selle maksimaalne töörõhk võib ulatuda 350 kg/cm2. Lisaks on see rohkem kokkusurutatav ja vastupidavam kui puhas F-4 ja selle punutis.
(2) Hea väsimuskindlus ja kulumiskindlus.
Selle väsimuskindlus on palju suurem kui epoksüvaigul ja kõrgem kui metallmaterjalidel. Grafiitkiud on ise määrivad ja neil on väike hõõrdetegur. Kulumise hulk on 5-10 korda väiksem kui üldistel asbestitoodetel või F-4 punutistel.
(3) Hea soojusjuhtivus ja soojustakistus.
Süsinikkiududega tugevdatud plastil on hea soojusjuhtivus ja hõõrdumisega tekkiv soojus on kergesti hajutav. Interjööri ei ole lihtne kuumeneda ja soojust säilitada ning seda saab kasutada dünaamilise tihendusmaterjalina. Õhus võib see töötada stabiilselt temperatuurivahemikus -120 ~ 350 ° C. Leelismetallide sisalduse vähenemisega süsinikkiust võib hoolduse temperatuuri veelgi suureneda. Inertses gaasis võib selle kohanemisvõimeline temperatuur ulatuda umbes 2000 ° C ja see talub külma ja kuumuse teravaid muutusi.
(4) Hea vibratsioonikindlus.
Seda ei ole lihtne resonantsida ega lehvida ning see on ka suurepärane materjal vibratsiooni vähendamiseks ja müra vähendamiseks.
CFRP eelised
1. Kerge kaal
Traditsiooniline klaaskiuduga tugevdatud plast kasutab pidevaid klaaskiud ja 70% klaaskiud (klaasi mass/kogumass) ning tavaliselt on tihedus 0,065 naela kuup tolli kohta. CFRP -komposiidiga sama 70% -lise kiu kaal on tavaliselt tihedus 0,055 naela kuup tolli kohta.
2. kõrge tugevus
Kuigi süsinikkiuduga tugevdatud polümeerid on kerged, on CFRP komposiitidel kõrgem tugevus ja suurem jäikus kaaluühiku kohta kui klaaskiust komposiitidel. Võrreldes metallmaterjalidega on see eelis ilmsem.
CFRP puudused
1. kõrge hind
Süsinikkiudude tugevdatud plasti tootmiskulud on liiga suured. Süsinikkiudude hinnad võivad dramaatiliselt erineda sõltuvalt praegustest turutingimustest (pakkumine ja nõudlus), süsinikkiust tüübist (lennundus- ja kosmoseharidus) ja kiudude kimbu suurusest. Naela eest naelalt võib neitsi süsinikkiud olla 5–25 korda kallim kui klaaskiud. See erinevus on veelgi suurem, kui võrrelda terast CFRP -ga.
2. juhtivus
See on süsinikkiust komposiitmaterjalide eelis ja puudus. See sõltub rakendusest. Süsinikikiud on äärmiselt juhtivad ja klaaskiud isoleerivad. Paljud tooted kasutavad süsinikkiu või metalli asemel klaaskiust, kuna vajavad ranget isolatsiooni. Kommunaalteenuste tootmisel nõuavad paljud tooted klaaskiudude kasutamist.
Süsinikkiuduga tugevdatud plastik kasutamine
Süsinikkiududega tugevdatud polümeeri rakendused on laiad, alates mehaanilistest osadest kuni sõjaliste materjalideni.
(1)tihenduspakendina
Süsinikkiududega tugevdatud PTFE-materjali saab teha korrosioonikindlaks, kulumiskindlaks ja kõrge temperatuuriga vastupidavateks tihendusrõngasteks või pakkimiseks. Staatilise tihendamiseks kasutamisel on kasutusaega pikem, rohkem kui 10 korda pikem kui üldise õliga kummutatud asbesti pakkimisel. See suudab säilitada tihendus jõudluse koormuse muutuste ning kiire jahutamise ja kiire kuumutamise korral. Ja kuna materjal ei sisalda söövitavaid aineid, ei esine metallil korrosiooni.
(2)Osade lihvimisena
Kasutades oma isemõistetavaid omadusi, saab seda kasutada laagrite, käikude ja kolvirõngastena erilistel eesmärkidel. Nagu näiteks õlivabad määritud laagrid lennundusinstrumentide ja lindisalvestajate jaoks, õlivabad määritud käigukastid elektriülekande diiselvedurite jaoks (et vältida õlilekkest põhjustatud õnnetusi), õlivabad määritud kolviringid kompressoritel jne. Lisaks saab seda kasutada ka libisevate laagrite või pitseritena oma toksilistes tööstustes.
(3) lennunduse, lennunduse ja rakettide konstruktsioonimaterjalidena. Esmalt kasutati seda õhusõidukite tootmises, et vähendada õhusõiduki massi ja parandada lennutõhusust. Seda kasutatakse ka keemilises, nafta-, elektrienergias, masinates ja muudes tööstusharudes pöörleva või koluga dünaamilise tihendina või mitmesuguste staatiliste tihendite materjalidena.
Zhengxi on professionaalHüdrauliline pressi tehas Hiinas, pakkudes kõrge quliadykomposiithüdrauliline ajakirjandusCFRP toodete moodustamiseks.
Postiaeg: 25. mai
