Uz kontinuirani razvoj kompozitnih materijala, osim plastike ojačanih staklenim vlaknima, pojavili su se plastika ojačana ugljičnim vlaknima, plastika ojačana od borbenih vlakana itd. Polimerni kompoziti ojačani ugljičnim vlaknima (CFRP) lagani su i snažni materijali koji se koriste za proizvodnju mnogih proizvoda koje koristimo u svakodnevnom životu. To je izraz koji se koristi za opisivanje kompozitnih materijala ojačanih vlaknima koji koriste ugljična vlakna kao glavnu strukturnu komponentu.
Tablica sadržaja:
1. polimerna struktura ojačana ugljičnim vlaknima
2. Metoda oblikovanja plastike ojačane ugljičnim vlaknima
3. Svojstva polimera ojačanog ugljičnim vlaknima
4. Prednosti CFRP -a
5. nedostaci CFRP -a
6. Upotreba ojačana ugljičnim vlaknima
Polimerna struktura ojačana ugljičnim vlaknima
Plastika ojačana ugljičnim vlaknima materijal je formiran raspoređivanjem materijala od ugljičnih vlakana u određenom smjeru i korištenjem vezanih polimernih materijala. Promjer ugljičnih vlakana izuzetno je tanak, oko 7 mikrona, ali njegova je snaga izuzetno visoka.
Najosnovnija sastojačka jedinica kompozitnog materijala ojačanog ugljičnim vlaknima je filament od ugljičnih vlakana. Osnovna sirovina ugljičnog filamenta je predpolimerni poliakrilonitril (PAN), rayon ili naftni nagib. Ugljični filamenti zatim se izrađuju u tkanine od karbonskih vlakana kemijskim i mehaničkim metodama za dijelove ugljičnih vlakana.
Polimer za vezanje obično je termoosetična smola poput epoksida. Ponekad se koriste drugi termoseti ili termoplastični polimeri, poput polivinil acetata ili najlona. Pored ugljičnih vlakana, kompoziti mogu sadržavati i aramid Q, ultra-visoku polietilen molekulske mase, aluminij ili staklena vlakna. Na svojstva konačnog proizvoda od ugljičnih vlakana mogu utjecati i vrsta aditiva uvedenih u matricu vezanja.
Metoda oblikovanja plastike ojačane ugljičnim vlaknima
Proizvodi od karbonskih vlakana uglavnom su različiti zbog različitih procesa. Mnogo je metoda za formiranje polimernih materijala ojačanih ugljičnim vlaknima.
1. Metoda ručnog postavljanja
Podijeljeno na suhu metodu (unaprijed pripremljena trgovina) i mokro metodu (vlaknasta tkanina i smola zalijepljena za upotrebu). Ručno postavljanje također se koristi za pripremu prepega za upotrebu u sekundarnim postupcima oblikovanja, kao što je kompresijska oblikovanja. Ova metoda je mjesto gdje su plahte od krpe od karbonskih vlakana laminirani na kalupu kako bi tvorili konačni proizvod. Svojstva čvrstoće i krutosti rezultirajućeg materijala optimiziraju se odabirom poravnanja i tkanja vlakana tkanina. Kalup se zatim napuni epoksidom i izliječi toplinom ili zrakom. Ova metoda proizvodnje često se koristi za dijelove koji nisu pod stresom, poput poklopca motora.
2. Metoda formiranja vakuuma
Za laminirani predpreg potrebno je vršiti pritisak kroz određeni postupak kako bi ga učinio blizu kalupa i izliječio ga i oblikovao pod određenom temperaturom i tlakom. Metoda vakuumske vrećice koristi vakuumsku pumpu za evakuaciju unutrašnjosti vrećice za formiranje, tako da negativni tlak između vrećice i kalupa tvori tlak tako da kompozitni materijal bude blizu kalupa.
Na temelju metode vakuumske vrećice, kasnije je izvedena metoda formiranja vakuumske vrećice-autoklave. Autoklavi pružaju veće pritiske i toplinu izliječe dio (umjesto prirodnog stvrdnjavanja) od metoda samo vakuumske vrećice. Takav dio ima kompaktniju strukturu, bolju kvalitetu površine, može učinkovito eliminirati mjehuriće zraka (mjehurići će uvelike utjecati na snagu dijela), a ukupna kvaliteta je veća. U stvari, postupak vakuumske vreće sličan je onom filma za mobilne telefone. Eliminiranje mjehurića zraka glavni je zadatak.
3. Metoda kompresije lijevanja
Kompresija oblikovanjeje metoda oblikovanja koja pogoduje masovnoj proizvodnji i masovnoj proizvodnji. Kalupi su obično izrađeni od gornjih i donjih dijelova, koje nazivamo muškim plijesnima i ženskim kalupom. Postupak oblikovanja je stavljanje prostirke izrađene od predprega u kalupu metalnog brojača, a pod djelovanjem određene temperature i tlaka prostirka se zagrijava i plastizira u šupljini kalupa, teče pod pritiskom, te ispunjava šupljinu kalupa, te i kalup za oblikovanje i liječenje kako bi se dobili proizvodi. Međutim, ova metoda ima veći početni trošak od prethodnih, jer kalup zahtijeva vrlo precizno obradu CNC-a.
4. namotavanje oblikovanja
Za dijelove sa složenim oblicima ili u obliku revolucije, namotavanje niti može se koristiti za izradu dijela namotavanjem filamenta na mandiju ili jezgri. Nakon završetka namota i uklanjanja mandata. Na primjer, tubularne spojeve koje se koriste u sustavima ovjesa mogu se izraditi ovom metodom.
5. Oblučivanje smola
Oblikovanje za prijenos smole (RTM) relativno je popularna metoda lijevanja. Njegovi osnovni koraci su:
1. Stavite pripremljenu tkaninu od ugljičnih vlakana u kalup i zatvorite kalup.
2. Ubrizgavanje tekuće termoosetirajuće smole u nju, impregnirajte ojačani materijal i izliječite.
Svojstva polimera ojačanog ugljičnim vlaknima
(1) Visoka čvrstoća i dobra elastičnost.
Specifična čvrstoća (to jest omjer vlačne čvrstoće i gustoće) ugljičnih vlakana je 6 puta veća od čelika i 17 puta veća od aluminija. Specifični modul (to jest, omjer Youngovog modula i gustoće, što je znak elastičnosti objekta) više je od 3 puta više od čelika ili aluminija.
Uz visoku specifičnu čvrstoću, može podnijeti veliko radno opterećenje. Njegov maksimalni radni tlak može doseći 350 kg/cm2. Osim toga, komprimilniji je i otporniji od čistog F-4 i njegove pletenice.
(2) Dobar otpor umora i otpornost na habanje.
Njegova otpornost na umor mnogo je veća od one epoksidne smole i veća od metalnih materijala. Grafitna vlakna su samo-podmaziva i imaju mali koeficijent trenja. Količina habanja je 5-10 puta manja od one općih azbestnih proizvoda ili pletenica F-4.
(3) Dobra toplinska vodljivost i toplinski otpor.
Plastika ojačana ugljičnim vlaknima ima dobru toplinsku vodljivost, a toplina nastala trenjem lako se rasipa. Unutrašnjost nije lako pregrijavati i pohraniti toplinu i može se koristiti kao dinamični brtveni materijal. U zraku može raditi stabilno u temperaturnom rasponu od -120 ~ 350 ° C. S smanjenjem sadržaja alkalnog metala u karbonskim vlaknima, servisna temperatura može se dodatno povećati. U inertnom plinu njegova prilagodljiva temperatura može doseći oko 2000 ° C i može izdržati oštre promjene hladnoće i topline.
(4) Dobar otpor vibracije.
Nije lako rezonirati ili lepršati, a također je izvrstan materijal za smanjenje vibracija i smanjenje buke.
Prednosti CFRP -a
1. lagana težina
Tradicionalna plastika ojačana staklenim vlaknima koristi kontinuirana staklena vlakna i 70% staklena vlakna (staklena težina/ukupna težina) i obično imaju gustoću od 0,065 kilograma po kubičnom inču. CFRP kompozit s istom težinom od 70% vlakana obično ima gustoću od 0,055 funti po kubičnom inču.
2. visoka snaga
Iako su polimeri ojačani ugljičnim vlaknima lagani, CFRP kompoziti imaju veću čvrstoću i veću krutost po jedinici težine od kompozita staklenih vlakana. U usporedbi s metalnim materijalima, ta je prednost očiglednija.
Nedostaci CFRP -a
1. visoki troškovi
Proizvodni troškovi plastike ojačane ugljičnim vlaknima su zabranjeni. Cijene ugljičnih vlakana mogu se dramatično razlikovati ovisno o trenutnim tržišnim uvjetima (ponuda i potražnja), vrsti ugljičnih vlakana (zrakoplovna u odnosu na komercijalnu ocjenu) i veličini snopa vlakana. Na osnovi kilograma za kilogram, djevičanska ugljična vlakna mogu biti 5 do 25 puta skuplja od staklenih vlakana. Ova je razlika još veća kada uspoređujete čelik s CFRP -om.
2. vodljivost
To je prednost i nedostatak kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana. Ovisi o prijavi. Ugljična vlakna su izuzetno vodljiva, a staklena vlakna izolirajuća. Mnogi proizvodi koriste stakloplastike umjesto ugljičnih vlakana ili metala jer zahtijevaju strogu izolaciju. U proizvodnji komunalnih proizvoda mnogi proizvodi zahtijevaju upotrebu staklenih vlakana.
Plastična upotreba ojačana ugljičnim vlaknima
Primjene polimera ojačanog ugljičnim vlaknima široke su u životu, od mehaničkih dijelova do vojnih materijala.
(1)kao brtvljenje pakiranja
PTFE materijal ojačan od ugljičnih vlakana može se pretvoriti u koroziju otporan na koroziju, otporan na habanje i brtvene prstenove ili pakiranje visoke temperature. Kada se koristi za statičko brtvljenje, radni vijek je duži, više od 10 puta duži od općeg pakiranja azbesta s azbestom. Može održavati performanse brtvljenja u promjenama opterećenja i brzog hlađenja i brzog grijanja. A budući da materijal ne sadrži korozivne tvari, na metalu se neće pojaviti korozija.
(2)kao brusni dijelovi
Koristeći svoja svojstva samo-podmazivanja, može se koristiti kao ležajevi, zupčanici i klipni prstenovi u posebne svrhe. Kao što su podmazani ležajevi za zrakoplovne instrumente i vrpce bez ulja, podmazani zupčanici bez ulja za dizel lokomotive za električni prijenos (kako bi se izbjegle nesreće uzrokovane istjecanjem nafte), podmazani klip bez podmaza na kompresorima itd. Uz to, može se koristiti i kao što se mogu koristiti u hrani i pečata u hrani i pečatama u hrani i pečatama u hrani,
(3) kao strukturni materijali za zrakoplovstvo, zrakoplovstvo i rakete. Prvo se koristila u proizvodnji zrakoplova kako bi se smanjila težina zrakoplova i poboljšala učinkovitost leta. Također se koristi u kemijskoj, naftnoj, električnoj energiji, strojevima i drugim industrijama kao rotacijskom ili uzvratnom dinamičkom brtvi ili različitim materijalima za statički brtvi.
Zhengxi je profesionalactvornica hidrauličke tiskove u Kini, pružajući visoko-QuliatyKompozitna hidraulička prešaza formiranje CFRP proizvoda.
Post Vrijeme: svibanj-25-2023
