Með stöðugri þróun samsettra efna hafa, auk glertrefjastyrkts plasts, komið fram koltrefjastyrkt plast, bórtrefjastyrkt plast osfrv.Koltrefjastyrkt fjölliða samsett efni (CFRP) eru létt og sterk efni sem eru notuð til að framleiða margar vörur sem við notum í daglegu lífi okkar.Það er hugtak sem notað er til að lýsa trefjastyrktum samsettum efnum sem nota koltrefjar sem aðalbyggingarhluta.
Efnisyfirlit:
1. Koltrefjastyrkt fjölliða uppbygging
2. Mótunaraðferðin á koltrefjastyrktu plasti
3. Eiginleikar koltrefjastyrktrar fjölliða
4. Kostir CFRP
5. Ókostir CFRP
6. Notkun koltrefja styrkts plasts
Koltrefjastyrkt fjölliða uppbygging
Koltrefjastyrkt plast er efni sem myndast með því að raða koltrefjaefnum í ákveðna átt og nota bundin fjölliða efni.Þvermál koltrefja er afar þunnt, um 7 míkron, en styrkur þeirra er mjög mikill.
Grunneiningin í koltrefjastyrktu samsettu efni er koltrefjaþráður.Grunnhráefni kolefnisþráða er forfjölliða pólýakrýlonítríl (PAN), rayon eða jarðolíubikar.Kolefnisþráðirnir eru síðan gerðir úr koltrefjaefni með efna- og vélrænni aðferðum fyrir hluta koltrefja.
Bindandi fjölliðan er venjulega hitastillandi plastefni eins og epoxý.Stundum eru notuð önnur hitaþol eða hitaþjálu fjölliður, svo sem pólývínýlasetat eða nylon.Auk koltrefja geta samsett efni einnig innihaldið aramíð Q, pólýetýlen með ofurmólþunga, ál eða glertrefjum.Eiginleikar endanlegrar koltrefjaafurðar geta einnig haft áhrif á tegund aukefna sem sett eru inn í bindiefnið.
Mótunaraðferðin á koltrefjastyrktu plasti
Koltrefjavörur eru aðallega mismunandi vegna mismunandi ferla.Það eru margar aðferðir til að mynda koltrefjastyrkt fjölliða efni.
1. Aðferð við uppsetningu handa
Skiptist í þurra aðferð (forframundirbúna búð) og blauta aðferð (trefjaefni og plastefni límt til notkunar).Handuppsetning er einnig notuð til að undirbúa prepregs til notkunar í auka mótunarferlum eins og þjöppunarmótun.Þessi aðferð er þar sem blöð af koltrefjaklút eru lagskipt á mót til að mynda lokaafurðina.Styrkur og stífni eiginleikar efnisins sem myndast eru fínstilltir með því að velja jöfnun og vefnað efnistrefja.Mótið er síðan fyllt með epoxý og hert með hita eða lofti.Þessi framleiðsluaðferð er oft notuð fyrir óspennta hluta, svo sem vélarhlífar.
2. Vacuum Forming Method
Fyrir lagskiptu prepregið er nauðsynlegt að beita þrýstingi í gegnum ákveðið ferli til að ná því að móta mótið og herða og móta það undir ákveðnu hitastigi og þrýstingi.Tómarúmpokaaðferðin notar lofttæmisdælu til að tæma inni í mótunarpokanum þannig að undirþrýstingur milli pokans og mótsins myndar þrýsting þannig að samsett efni sé nálægt mótinu.
Á grundvelli tómarúmpokaaðferðarinnar var aðferðin til að mynda tómarúmpoka-autoclave síðar fengin.Autoclaves veita hærri þrýsting og hitalækna hlutinn (í stað þess að herða náttúrulega) en aðferðir sem eingöngu eru með tómarúmpoka.Slíkur hluti hefur þéttari uppbyggingu, betri yfirborðsgæði, getur í raun útrýmt loftbólum (loftbólur munu hafa mikil áhrif á styrk hlutans) og heildargæði eru hærri.Reyndar er ferlið við að pakka í lofttæmi svipað því að festa farsímafilmu.Að útrýma loftbólum er stórt verkefni.
3. Þjöppunarmótunaraðferð
Þjöppunarmótuner mótunaraðferð sem stuðlar að fjöldaframleiðslu og fjöldaframleiðslu.Mót eru venjulega gerð úr efri og neðri hluta sem við köllum karlkyns mold og kvenmót.Mótunarferlið er að setja mottuna úr prepregs í málmmótið og undir áhrifum ákveðins hitastigs og þrýstings er mottan hituð og mýkuð í moldholinu, rennur undir þrýstingi og fyllir moldholið og síðan Og mótun og ráðhús til að fá vörur.Hins vegar hefur þessi aðferð hærri upphafskostnað en þær fyrri, þar sem mótið krefst mjög nákvæmrar CNC vinnslu.
4. Vinda mótun
Fyrir hluta með flókin lögun eða í formi byltingarhluta er hægt að nota þráðavindara til að búa til hlutann með því að vinda þráðinn á dorn eða kjarna.Eftir að vinda er lokið, lækna og fjarlægja dorn.Til dæmis er hægt að búa til pípulaga liðarma sem notaðir eru í fjöðrunarkerfi með þessari aðferð.
5. Resin Transfer Moulding
Resin transfer molding (RTM) er tiltölulega vinsæl mótunaraðferð.Grunnskref þess eru:
1. Settu tilbúna slæma koltrefjaefnið í mótið og lokaðu mótinu.
2. Sprautaðu fljótandi hitastillandi plastefni inn í það, gegndreyptu styrkingarefninu og hertu.
Eiginleikar koltrefjastyrktar fjölliða
(1) Hár styrkur og góð mýkt.
Sérstakur styrkur (þ.e. hlutfall togstyrks og þéttleika) koltrefja er 6 sinnum meiri en stáls og 17 sinnum meiri en áls.Sértæki stuðullinn (þ.e. hlutfall Youngs stuðuls og þéttleika, sem er merki um teygjanleika hlutar) er meira en 3 sinnum meiri en stál eða ál.
Með miklum sérstyrk getur það borið mikið vinnuálag.Hámarksvinnuþrýstingur þess getur náð 350 kg/cm2.Að auki er það þjappaðra og seigurlegra en hreint F-4 og flétta þess.
(2) Góð þreytuþol og slitþol.
Þreytuþol þess er miklu hærra en epoxýplastefnis og hærra en málmefna.Grafíttrefjar eru sjálfsmurandi og hafa lítinn núningsstuðul.Slitið er 5-10 sinnum minna en á almennum asbestvörum eða F-4 fléttum.
(3) Góð hitaleiðni og hitaþol.
Koltrefjastyrkt plast hefur góða hitaleiðni og hitinn sem myndast við núning dreifist auðveldlega.Inni er ekki auðvelt að ofhitna og geyma hita og hægt að nota sem kraftmikið þéttiefni.Í loftinu getur það unnið stöðugt á hitastigi -120 ~ 350 ° C.Með lækkun á alkalímálminnihaldi í koltrefjum getur þjónustuhitastigið hækkað enn frekar.Í óvirku gasi getur hitastig þess náð um 2000°C og það þolir miklar breytingar á kulda og hita.
(4) Góð titringsþol.
Það er ekki auðvelt að enduróma eða flögra, og það er líka frábært efni til að draga úr titringi og draga úr hávaða.
Kostir CFRP
1. Létt þyngd
Hefðbundið glertrefjastyrkt plast notar samfelldar glertrefjar og 70% glertrefja (glerþyngd/heildarþyngd) og hafa venjulega þéttleika upp á 0,065 pund á rúmtommu.CFRP samsett efni með sömu 70% trefjaþyngd hefur venjulega þéttleika upp á 0,055 pund á rúmtommu.
2. Hár styrkur
Þrátt fyrir að koltrefjastyrktar fjölliður séu léttar, hafa CFRP samsett efni meiri styrk og meiri stífleika á hverja þyngdareiningu en samsett efni úr glertrefjum.Í samanburði við málmefni er þessi kostur augljósari.
Ókostir CFRP
1. Hár kostnaður
Framleiðslukostnaður á koltrefjastyrktu plasti er óhóflegur.Verð á koltrefjum getur verið mjög breytilegt eftir núverandi markaðsaðstæðum (framboð og eftirspurn), gerð koltrefja (geimferða á móti viðskiptaflokki) og stærð trefjabúntsins.Miðað við pund fyrir pund geta jómfrúar koltrefjar verið 5 til 25 sinnum dýrari en glertrefjar.Þessi munur er enn meiri þegar stál er borið saman við CFRP.
2. Leiðni
Þetta er kosturinn og gallinn við samsett efni úr koltrefjum.Það fer eftir umsókninni.Koltrefjar eru mjög leiðandi og glertrefjar eru einangrandi.Margar vörur nota trefjagler í stað koltrefja eða málms vegna þess að þær þurfa stranga einangrun.Við framleiðslu á veitum þurfa margar vörur að nota glertrefja.
Notkun koltrefjastyrkts plasts
Notkun koltrefjastyrktrar fjölliða er víða í lífinu, allt frá vélrænum hlutum til hernaðarefna.
(1)sem þéttingarpakkning
Hægt er að búa til koltrefjastyrkt PTFE efni að tæringarþolnum, slitþolnum og háhitaþolnum þéttihringjum eða pökkun.Þegar það er notað til kyrrstöðuþéttingar er endingartíminn lengri, meira en 10 sinnum lengri en almennar asbestpakkningar í olíu.Það getur viðhaldið þéttingarafköstum við álagsbreytingar og hraðri kælingu og hraðri upphitun.Og þar sem efnið inniheldur ekki ætandi efni mun engin gryfjutæring eiga sér stað á málminum.
(2)sem mala hlutar
Með því að nýta sjálfsmurandi eiginleika þess er hægt að nota það sem legur, gír og stimplahringi í sérstökum tilgangi.Svo sem olíulausar smurðar legur fyrir flugtæki og segulbandstæki, olíulaus smurð gír fyrir rafdrifnar dísil eimreiðar (til að forðast slys af völdum olíuleka), olíulausir smurðir stimplahringir á þjöppum o.s.frv. einnig notað sem rennilegir eða innsigli í matvæla- og lyfjaiðnaði með því að nýta sér eiturefnalausa eiginleika þess.
(3) Sem byggingarefni fyrir geim-, flug- og eldflaugar.Það var fyrst notað í flugvélaframleiðslu til að draga úr þyngd flugvélarinnar og bæta flugskilvirkni.Það er einnig notað í efna-, jarðolíu-, raforku-, véla- og öðrum atvinnugreinum sem snúnings- eða gagnkvæmt kraftþétt innsigli eða ýmis kyrrstöðuþéttingarefni.
Zhengxi er fagmaðurvökvapressuverksmiðja í Kína, sem veitir hágæðasamsett vökvapressatil að mynda CFRP vörur.
Birtingartími: 25. maí-2023
