CFRP- ի վերջնական ուղեցույց. Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պլաստիկ / պոլիմեր

Հայտնվեցին կոմպոզիտային նյութերի շարունակական զարգացում, բացի ապակե օպտիկամանրաթելային ամրացված պլաստմասսայից, ածխածնային օպտիկամանրաթելային ամրացված պլաստմասսայից, բորային օպտիկամանրաթելային ամրացված պլաստմասսայից եւ այլն: Ածխածնի մանրաթելային ամրապնդված պոլիմերային կոմպոզիտիաները (CFRP) թեթեւ եւ ուժեղ նյութեր են, որոնք օգտագործվում են արտադրելու բազմաթիվ ապրանքներ, որոնք մենք օգտագործում ենք մեր առօրյա կյանքում: Այն տերմին է, որն օգտագործվում է օպտիկամանրաթելային ամրացված կոմպոզիտային նյութեր նկարագրելու համար, որոնք ածխածնի մանրաթելերը օգտագործում են որպես հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչ:

Բովանդակության աղյուսակ.

1. Ածխածնի մանրաթել Ամրապնդվող պոլիմերային կառուցվածքը
2. Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պլաստիկ ձուլման եղանակը
3. Ածխածնի մանրաթելային ամրապնդված պոլիմերի հատկությունները
4. CFRP- ի առավելությունները
5. CFRP- ի թերությունները
6: Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պլաստիկ օգտագործում

Ածխածնի մանրաթել Ամրապնդված պոլիմերային կառուցվածքը

Ածխածնի մանրաթելային երկաթբետոնե պլաստիկը ձեւավորված նյութ է, որը ձեւավորված է ածխածնի մանրաթելային նյութեր որոշակի ուղղությամբ կազմակերպելու եւ պարտատոմսերի պոլիմերային նյութեր օգտագործելու միջոցով: Ածխածնի մանրաթելերի տրամագիծը ծայրաստիճան բարակ է, մոտ 7 միկրոն, բայց դրա ուժը չափազանց բարձր է:

Ածխածնի մանրաթելային ամրացված կոմպոզիտային նյութի ամենակարեւոր բաղադրիչը ածխածնի մանրաթելային թել է: Ածխածնի թելիկի հիմնական հումքը Prepolymer Polyacrylonitrile (Pan), Rayon կամ Petroleum սկիպիդար: Այնուհետեւ ածխածնի թելերը պատրաստված են ածխածնի մանրաթելային գործվածքների մեջ `ածխածնի մանրաթելային մասերի քիմիական եւ մեխանիկական մեթոդներով:

Պարտադիր պոլիմերը սովորաբար ջերմազերծող խեժ է, ինչպիսիք են էպոքսիդը: Երբեմն օգտագործվում են այլ ջերմոզիտներ կամ ջերմապլաստիկ պոլիմերներ, ինչպիսիք են պոլիվինիլացետը կամ նեյլոնը: Բացի ածխածնի մանրաթելերից, կոմպոզիտները կարող են պարունակել նաեւ Aramid Q, ծայրահեղ բարձր մոլեկուլային քաշի պոլիէթիլեն, ալյումինե կամ ապակե մանրաթելեր: Ավարտված ածխածնի մանրաթելային արտադրանքի հատկությունները կարող են ազդել նաեւ կապի մատրիցի մեջ ներդրված հավելանյութերի տեսակից:

Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պլաստիկի ձուլման եղանակը

Ածխածնի մանրաթելային արտադրանքները հիմնականում տարբեր են տարբեր գործընթացների պատճառով: Կան բազմաթիվ մեթոդներ ածխածնի մանրաթելային ամրապնդող պոլիմերային նյութեր ձեւավորելու համար:

1-ը Ձեռքի դրության մեթոդ

Բաժանված չոր մեթոդի (նախապես պատրաստված խանութ) եւ թաց մեթոդով (մանրաթելային գործվածքներ եւ խեժը սոսնձված են օգտագործել): Ձեռքի երեսպատումը օգտագործվում է նաեւ նախնական ձուլման գործընթացներում նախնական վարկեր պատրաստելու համար, ինչպիսիք են սեղմման ձուլումը: Այս մեթոդը այն է, երբ ածխածնի մանրաթելային կտորի թերթերը լամինացված են ֆորումի վրա `վերջնական արտադրանքը կազմելու համար: Արդյունքում ստացված նյութի ուժն ու խստությունն օպտիմիզացված են `ընտրելով գործվածքների մանրաթելերի հավասարեցումը եւ հյուսելը: Այնուհետեւ բորբոսը լցված է էպոքսիկով եւ բուժվում է ջերմությամբ կամ օդով: Այս արտադրության մեթոդը հաճախ օգտագործվում է ոչ սթրեսային մասերի համար, ինչպիսիք են շարժիչի ծածկոցները:

2-ը: Վակուումի ձեւավորման մեթոդ

Լամինացված Prepreg- ի համար անհրաժեշտ է ճնշում գործադրել որոշակի գործընթացի միջոցով `այն դարձնելու համար բորբոսին մոտ եւ բուժել եւ ձեւավորել այն որոշակի ջերմաստիճանի եւ ճնշման տակ: Վակուումային պայուսակի մեթոդը օգտագործում է վակուումային պոմպ, ձեւավորող պայուսակի ներսը տարհանելու համար, որպեսզի պայուսակի եւ բորբոսի միջեւ բացասական ճնշումը ճնշում է գործադրում, որպեսզի կոմպոզիտային նյութը մոտ լինի բորբոսին:

Վակուումային պայուսակի մեթոդի հիման վրա վակուումային պայուսակ-AutoClave ձեւավորման մեթոդը ստացվել է ավելի ուշ: AutoClaves- ը մատուցում է ավելի բարձր ճնշումներ եւ ջերմային բուժում (բնական բուժման փոխարեն), քան վակուումային պայուսակի միայն մեթոդները: Նման մասը ունի ավելի կոմպակտ կառուցվածք, ավելի լավ մակերեսային որակ, կարող է արդյունավետորեն վերացնել օդային փուչիկները (փուչիկները մեծապես կանդրադառնան մասի ուժի վրա), եւ ընդհանուր որակը ավելի բարձր է: Փաստորեն, վակուումային պայուսակի գործընթացը նման է բջջային հեռախոսի կինոնկարի: Օդային փուչիկների վերացումը հիմնական խնդիր է:

3. Կոմպրեսիոն ձուլման մեթոդ

Կոմպրեսիոն ձուլումՁուլման մեթոդ է, որը նպաստում է զանգվածային արտադրության եւ զանգվածային արտադրության: Ձուլվածքները սովորաբար պատրաստված են վերին եւ ստորին մասերից, որոնք մենք անվանում ենք տղամարդու բորբոս եւ կին բորբոս: Ձուլման գործընթացը նախնական գորգերը պատրաստեք մետաղական հաշվիչ բորբոսից եւ որոշակի ջերմաստիճանի եւ ճնշման գործողությունների ներքո, գորգը ջեռուցվում է եւ պլաստիկացված ձուլված խոռոչում, իսկ հետո լցնում է ձուլվածքի խոռոչի մեջ եւ այնուհետեւ լցնում է: Այնուամենայնիվ, այս մեթոդը ավելի բարձր նախնական գին ունի, քան նախորդները, քանի որ բորբոսը պահանջում է շատ բարձր ճշգրտության CNC հաստոցներ:

4. ոլորուն ձուլում

Բարդ ձեւերով կամ հեղափոխության մարմնի ձեւով մասերի համար կարող է օգտագործվել թելիկի քամիչը `կտորը փաթաթելով մանդրելի կամ միջուկի մեջ: Երկնքից հետո լրիվ բուժումն է եւ հեռացրեք մանդարը: Օրինակ, կասեցման համակարգերում օգտագործվող խողովակային համատեղ զենքը կարող է կատարվել այս մեթոդի միջոցով:

5. խեժի փոխանցման ձուլումը

Խեժի փոխանցման ձուլումը (RTM) համեմատաբար տարածված ձուլման մեթոդ է: Դրա հիմնական քայլերն են.
1. Տեղադրեք պատրաստված վատ ածխածնի մանրաթելային գործվածքները բորբոսում եւ փակեք բորբոսը:
2-ը: Ներխուժեք հեղուկ ջերմապահովման խեժը դրա մեջ, ամրացրեք ամրապնդող նյութը եւ բուժեք:

Ածխածնի մանրաթելային ամրապնդված պոլիմերի հատկությունները

(1) բարձր ուժ եւ լավ առաձգականություն:

Հատուկ ուժը (այսինքն `լարված ուժի հարաբերակցությունը ածխածնային մանրաթելի) 6 անգամ պողպատից է, իսկ 17 անգամ ալյումինը: Հատուկ մոդուլը (այսինքն `երիտասարդի մոդուլի հարաբերակցությունը խտության նկատմամբ, ինչը օբյեկտի առաձգականության նշան է) ավելի քան 3 անգամ պողպատից կամ ալյումինից ավելի է:

Բարձր հատուկ ուժով այն կարող է մեծ աշխատանքային ծանրաբեռնել: Դրա առավելագույն աշխատանքային ճնշումը կարող է հասնել 350 կգ / սմ 2: Բացի այդ, այն ավելի սեղմելի եւ դիմացկուն է, քան մաքուր F-4- ը եւ դրա հյուսը:

(2) լավ հոգնածության դիմադրություն եւ հագնում դիմադրություն:

Դրա հոգնածության դիմադրությունը շատ ավելի բարձր է, քան էպոքսիդային խեժը եւ մետաղական նյութերի ավելի բարձր: Գրաֆիտի մանրաթելերը ինքնագնաց են եւ ունեն շփման մի փոքր գործակից: Հագուստի քանակը 5-10 անգամ ավելի փոքր է, քան ընդհանուր ասբեստի արտադրանքը կամ F-4 հյուսները:

3) լավ ջերմային հաղորդունակություն եւ ջերմային դիմադրություն:

Ածխածնի մանրաթելային երկաթբետոնե պլաստմասսան ունի լավ ջերմային հաղորդունակություն, եւ շփման արդյունքում առաջացած ջերմությունը հեշտությամբ ցրվում է: Ինտերիերը հեշտ չէ ջերմությունը գերտաքացում եւ պահել եւ կարող է օգտագործվել որպես դինամիկ կնքման նյութեր: Օդի մեջ այն կարող է կայուն աշխատել -120 ~ 350 ° C ջերմաստիճանի սահմաններում: Ածխածնի մանրաթելում ալկալային մետաղի պարունակության իջեցմամբ, ծառայությունների ջերմաստիճանը կարող է ավելի մեծացել: Իսպերտ գազի մեջ դրա հարմարվողական ջերմաստիճանը կարող է հասնել մոտ 2000 ° C, եւ դա կարող է դիմակայել ցրտի եւ ջերմության կտրուկ փոփոխություններին:

(4) Թրթռման լավ դիմադրություն:

Ռեզոնանսը կամ փչելը հեշտ չէ, եւ այն նաեւ հիանալի նյութեր է թրթռման նվազեցման եւ աղմուկի իջեցման համար:

CFRP- ի առավելությունները

1. Թեթեւ քաշը

Ավանդական ապակե մանրաթելային ամրացված պլաստմասսայե օգտագործեք շարունակական ապակու մանրաթելեր եւ 70% ապակե մանրաթելեր (ապակե քաշ / ընդհանուր քաշ) եւ սովորաբար ունեն 0,065 ֆունտ խտություն մեկ խորանարդ դյույմ: Նույն 70% մանրաթելային քաշով CFRP կոմպոզիտը սովորաբար ունի 0,055 ֆունտ խտություն մեկ խորանարդ դյույմ:

2-ը: Բարձր ուժ

Չնայած ածխածնի մանրաթելային ամրապնդված պոլիմերները թեթեւ են, CFRP կոմպոզիտներն ունեն ավելի բարձր ուժ եւ ավելի բարձր կոշտություն մեկ միավորի քաշի համար, քան ապակե մանրաթելային կոմպոզիտիաները: Մետաղական նյութերի համեմատությամբ, այս առավելությունն առավել ակնհայտ է:

CFRP- ի թերությունները

1. Բարձր գին

Ածխածնի մանրաթելային ամրացված պլաստիկի արտադրության արժեքը արգելիչ է: Ածխածնի մանրաթելերի գները կարող են կտրուկ տարբեր լինել `կախված շուկայի ընթացիկ պայմաններից (մատակարարում եւ պահանջարկ), ածխածնի մանրաթելից (Aerospace ընդդեմ առեւտրային դասի): Ֆունտ ֆունտ հիմքի վրա կույս ածխածնի մանրաթելը կարող է լինել 5-ից 25 անգամ ավելի թանկ, քան ապակե մանրաթել: Այս տարբերությունն ավելի մեծ է, երբ պողպատը համեմատում է CFRP- ին:
2-ը: Հաղորդակցություն
Սա ածխածնի մանրաթելային կոմպոզիտային նյութերի առավելությունն ու թերությունն է: Դա կախված է դիմումից: Ածխածնի մանրաթելերը չափազանց հաղորդիչ են, եւ ապակե մանրաթելերը մեկուսացվում են: Շատ ապրանքներ օգտագործում են ապակու ապակու ապակու կամ մետաղի փոխարեն, քանի որ դրանք պահանջում են խիստ մեկուսացում: Կոմունալ ծառայությունների արտադրության մեջ շատ ապրանքներ պահանջում են ապակե մանրաթելերի օգտագործում:

Ածխածնի մանրաթել Ամրապնդվող պլաստիկ օգտագործումներ

Ածխածնի մանրաթելային ամրապնդվող պոլիմերի դիմումները լայն են, մեխանիկական մասերից մինչեւ ռազմական նյութեր:

(1)Որպես կնքման փաթեթավորում
Ածխածնի մանրաթելային ամրացված PTFE նյութը կարելի է պատրաստել կոռոզիայից դիմացկուն, մաշված դիմացկուն եւ բարձր ջերմաստիճանի դիմացկուն կնքման օղակների կամ փաթեթավորման մեջ: Ստատիկ կնքման դեպքում սպասարկման կյանքը ավելի երկար է, ավելի քան 10 անգամ ավելի երկար, քան ընդհանուր յուղի ընկղմված ասբեստի փաթեթավորումը: Այն կարող է պահպանել կնքման կատարումը բեռի փոփոխությունների եւ արագ սառեցման եւ արագ ջեռուցման միջոցով: Եվ քանի որ նյութը չի պարունակում քայքայիչ նյութեր, մետաղի վրա ոչ մի փռիչ կոռոզիա չի առաջանա:

(2)Որպես մանրացնող մասեր
Օգտագործելով իր ինքնագնահատական ​​հատկությունները, այն կարող է օգտագործվել որպես առանցքակալներ, փոխանցումներ եւ մխոց օղակներ հատուկ նպատակներով: Ինչպիսիք են նավթից քսուկի առանցքակալներ ավիացիոն գործիքների եւ ժապավենի ձայնագրիչների համար, էլեկտրական փոխանցման դիզելային լոկոմոտիվների յուղազերծող քսուկներ (նավթի արտահոսքի հետեւանքով առաջացած դժբախտ պատահարներից), բացի այդ, օգտագործվող սննդի եւ դեղագործական բնութագրերը:

(3) Որպես օդատիեզերական, ավիացիայի եւ հրթիռների կառուցվածքային նյութեր: Այն առաջին անգամ օգտագործվել է օդանավերի արտադրության մեջ `օդանավի ծանրությունը նվազեցնելու եւ թռիչքների արդյունավետությունը բարելավելու համար: Այն օգտագործվում է նաեւ քիմիական, նավթ, էլեկտրական էներգիայի, մեքենաներում եւ այլ արդյունաբերություններում `որպես պտտվող կամ փոխադարձ դինամիկ կնիք կամ տարբեր ստատիկ կնիքային նյութեր:

Zhengxi- ն պրոֆեսիոնալ էՀիդրավլիկ մամուլի գործարան Չինաստանում, ապահովելով բարձր-քուլիգաթԿոմպոզիցիոն հիդրավլիկ մամուլCFRP արտադրանք ձեւավորելու համար: