ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍ជាបន្តបន្ទាប់នៃសម្ភារៈសមាសធាតុ បន្ថែមពីលើផ្លាស្ទិចពង្រឹងសរសៃកញ្ចក់ ប្លាស្ទិកពង្រឹងសរសៃកាបូន ប្លាស្ទិកពង្រឹងសរសៃ បូរុន ជាដើម។សមាសធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន (CFRP) គឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលមានទម្ងន់ស្រាល និងរឹងមាំ ដែលត្រូវបានប្រើសម្រាប់ផលិតផលិតផលជាច្រើនដែលយើងប្រើប្រាស់ក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង។វាជាពាក្យដែលប្រើដើម្បីពណ៌នាអំពីវត្ថុធាតុផ្សំដែលពង្រឹងសរសៃដែលប្រើសរសៃកាបូនជាសមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់។
តារាងមាតិកា៖
1. រចនាសម្ព័ន្ធប៉ូលីម័រពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
2. វិធីសាស្រ្តផ្សិតនៃប្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
3. លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសារធាតុប៉ូលីម័រពង្រឹងកាបូនជាតិសរសៃ
4. អត្ថប្រយោជន៍នៃ CFRP
5. គុណវិបត្តិនៃ CFRP
6. ការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
រចនាសម្ព័ន្ធប៉ូលីម័រពង្រឹងកាបូនសរសៃ
ផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន គឺជាសម្ភារៈដែលបង្កើតឡើងដោយការរៀបចំសម្ភារៈជាតិសរសៃកាបូនក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ និងប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុ polymer ដែលជាប់ចំណង។អង្កត់ផ្ចិតនៃជាតិសរសៃកាបូនគឺស្តើងបំផុតប្រហែល 7 មីក្រូន ប៉ុន្តែកម្លាំងរបស់វាគឺខ្ពស់ណាស់។
ឯកតាធាតុផ្សំជាមូលដ្ឋានបំផុតនៃសម្ភារៈសមាសធាតុដែលពង្រឹងសរសៃកាបូនគឺសរសៃកាបូន។វត្ថុធាតុដើមជាមូលដ្ឋាននៃសរសៃកាបូនគឺ prepolymer polyacrylonitrile (PAN) rayon ឬ petroleum pitch ។បន្ទាប់មក សរសៃកាបូនត្រូវបានបង្កើតឡើងជាក្រណាត់សរសៃកាបូនដោយវិធីសាស្ត្រគីមី និងមេកានិចសម្រាប់ផ្នែកសរសៃកាបូន។
វត្ថុធាតុ polymer ចងជាធម្មតាជាជ័រ thermosetting ដូចជា epoxy ។ទែម៉ូម៉ែត្រ ឬប៉ូលីម៊ែរប្លាស្ទិកផ្សេងទៀត ជួនកាលត្រូវបានគេប្រើ ដូចជាប៉ូលីវីនីលអាសេតាត ឬនីឡុង។បន្ថែមពីលើសរសៃកាបូន សមាសធាតុក៏អាចផ្ទុកសារធាតុ aramid Q ប៉ូលីអេទីឡែនទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ អាលុយមីញ៉ូម ឬសរសៃកញ្ចក់ផងដែរ។លក្ខណៈសម្បត្តិនៃផលិតផលជាតិសរសៃកាបូនចុងក្រោយក៏អាចត្រូវបានប៉ះពាល់ផងដែរដោយប្រភេទនៃសារធាតុបន្ថែមដែលបានណែនាំទៅក្នុងម៉ាទ្រីសភ្ជាប់។
វិធីសាស្រ្តផ្សិតនៃប្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
ផលិតផលជាតិសរសៃកាបូនគឺខុសគ្នាជាចម្បងដោយសារតែដំណើរការផ្សេងគ្នា។មានវិធីសាស្រ្តជាច្រើនសម្រាប់បង្កើតវត្ថុធាតុ polymer ដែលត្រូវបានពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន។
1. វិធីសាស្រ្តដាក់ដៃ
បែងចែកជាវិធីសាស្រ្តស្ងួត (ហាងរៀបចំជាមុន) និងវិធីសើម (ក្រណាត់សរសៃ និងជ័រស្អិតជាប់នឹងការប្រើប្រាស់)។ការដាក់ដៃក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំ prepregs សម្រាប់ប្រើក្នុងដំណើរការផ្សិតបន្ទាប់បន្សំដូចជាការបង្ហាប់ផ្សិត។វិធីសាស្រ្តនេះគឺជាកន្លែងដែលសន្លឹកក្រណាត់សរសៃកាបូនត្រូវបាន laminated នៅលើផ្សិតមួយដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលចុងក្រោយ។លក្ខណៈសម្បត្តិកម្លាំងនិងភាពរឹងនៃសម្ភារៈលទ្ធផលត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដោយជ្រើសរើសការតម្រឹមនិងត្បាញនៃសរសៃក្រណាត់។បន្ទាប់មកផ្សិតត្រូវបានបំពេញដោយ epoxy និងព្យាបាលដោយកំដៅឬខ្យល់។វិធីសាស្រ្តនៃការផលិតនេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ផ្នែកដែលមិនមានភាពតានតឹង ដូចជាគម្របម៉ាស៊ីន។
2. វិធីសាស្រ្តបង្កើតកន្លែងទំនេរ
សម្រាប់ laminated prepreg វាចាំបាច់ដើម្បីដាក់សម្ពាធតាមរយៈដំណើរការជាក់លាក់មួយដើម្បីធ្វើឱ្យវានៅជិតផ្សិត និងដើម្បីព្យាបាល និងធ្វើទ្រង់ទ្រាយវានៅក្រោមសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធជាក់លាក់មួយ។វិធីសាស្ត្រថង់បូមធូលីប្រើម៉ាស៊ីនបូមធូលីដើម្បីជម្លៀសផ្នែកខាងក្នុងនៃថង់ទម្រង់ ដូច្នេះសម្ពាធអវិជ្ជមានរវាងថង់ និងផ្សិតបង្កើតជាសម្ពាធមួយ ដូច្នេះសម្ភារៈផ្សំនៅជិតផ្សិត។
នៅលើមូលដ្ឋាននៃវិធីសាស្រ្តថង់សុញ្ញកាស វិធីសាស្រ្តបង្កើតថង់បូមធូលី - autoclave ត្រូវបានចេញនៅពេលក្រោយ។Autoclaves ផ្តល់នូវសម្ពាធខ្ពស់និងកំដៅព្យាបាលផ្នែក (ជំនួសឱ្យការព្យាបាលធម្មជាតិ) ជាងវិធីសាស្រ្តសម្រាប់តែថង់ខ្វះចន្លោះ។ផ្នែកបែបនេះមានរចនាសម្ព័ន្ធបង្រួមជាងមុន គុណភាពផ្ទៃប្រសើរជាងមុន អាចលុបបំបាត់ពពុះខ្យល់បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព (ពពុះនឹងប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់កម្លាំងនៃផ្នែក) ហើយគុណភាពរួមគឺខ្ពស់ជាង។តាមពិតទៅ ដំណើរការនៃការដាក់ថង់សុញ្ញកាសគឺស្រដៀងទៅនឹងការបិទខ្សែភាពយន្តតាមទូរស័ព្ទដែរ។ការលុបបំបាត់ពពុះខ្យល់គឺជាកិច្ចការសំខាន់។
3. វិធីសាស្រ្តនៃការបង្ហាប់ផ្សិត
ការបង្ហាប់ទម្រង់គឺជាវិធីសាស្ត្រផ្សិតដែលអំណោយផលដល់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ និងផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំ។ផ្សិតជាធម្មតាត្រូវបានបង្កើតឡើងពីផ្នែកខាងលើ និងផ្នែកខាងក្រោម ដែលយើងហៅថាផ្សិតបុរស និងផ្សិតញី។ដំណើរការនៃការបង្កើតផ្សិតគឺត្រូវដាក់កន្ទេលដែលធ្វើពី prepregs ចូលទៅក្នុងផ្សិតបញ្ជរដែក ហើយក្រោមសកម្មភាពនៃសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធជាក់លាក់ កន្ទេលត្រូវបានកំដៅ និងផ្លាស្ទិចនៅក្នុងបែហោងផ្សិត ហូរក្រោមសម្ពាធ ហើយបំពេញប្រហោងផ្សិត ហើយបន្ទាប់មក និងការបណ្តុះនិងព្យាបាលដើម្បីទទួលបានផលិតផល។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះមានតម្លៃថ្លៃដើមខ្ពស់ជាងវិធីមុន ដោយសារផ្សិតត្រូវការម៉ាស៊ីន CNC ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។
4. Winding Molding
សម្រាប់ផ្នែកដែលមានរាងស្មុគ្រស្មាញ ឬរាងជាតួនៃបដិវត្ត ខ្សែរុំសរសៃអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតផ្នែកដោយខ្ចប់សរសៃនៅលើ mandrel ឬស្នូល។បន្ទាប់ពីខ្យល់ត្រូវបានព្យាបាលទាំងស្រុងហើយយក mandrel ចេញ។ជាឧទាហរណ៍ អាវុធរួមបំពង់ដែលប្រើក្នុងប្រព័ន្ធព្យួរអាចត្រូវបានធ្វើឡើងដោយប្រើវិធីសាស្ត្រនេះ។
5. ការផ្ទេរជ័រ
ការធ្វើផ្សិតផ្ទេរជ័រ (RTM) គឺជាវិធីសាស្ត្របង្កើតផ្សិតដែលមានប្រជាប្រិយភាព។ជំហានជាមូលដ្ឋានរបស់វាគឺ៖
1. ដាក់ក្រណាត់សរសៃកាបូនមិនល្អដែលបានរៀបចំនៅក្នុងផ្សិត ហើយបិទផ្សិត។
2. ចាក់ជ័រទឹកកំដៅចូលក្នុងវា បញ្ចូលសារធាតុពង្រឹង និងព្យាបាល។
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃសារធាតុប៉ូលីម័រពង្រឹងកាបូនជាតិសរសៃ
(1) កម្លាំងខ្ពស់ និងការបត់បែនល្អ។
កម្លាំងជាក់លាក់ (នោះគឺសមាមាត្រនៃកម្លាំង tensile ទៅដង់ស៊ីតេ) នៃជាតិសរសៃកាបូនគឺ 6 ដងនៃដែកថែបនិង 17 ដងនៃអាលុយមីញ៉ូម។ម៉ូឌុលជាក់លាក់ (នោះគឺសមាមាត្រនៃម៉ូឌុលរបស់ Young ទៅដង់ស៊ីតេ ដែលជាសញ្ញានៃភាពបត់បែនរបស់វត្ថុ) គឺច្រើនជាងដែក ឬអាលុយមីញ៉ូម 3 ដង។
ជាមួយនឹងកម្លាំងជាក់លាក់ខ្ពស់ វាអាចផ្ទុកបន្ទុកការងារដ៏ធំ។សម្ពាធការងារអតិបរមារបស់វាអាចឡើងដល់ 350 គីឡូក្រាម / សង់ទីម៉ែត្រ 2 ។លើសពីនេះទៀត វាអាចបង្ហាប់បាន និងធន់ជាង F-4 សុទ្ធ និងខ្ចោរបស់វា។
(2) ធន់នឹងការអស់កម្លាំងល្អ និងធន់នឹងការពាក់។
ភាពធន់នឹងការអស់កម្លាំងរបស់វាខ្ពស់ជាងជ័រអេផូស៊ី និងខ្ពស់ជាងវត្ថុធាតុដើមដែក។សរសៃ Graphite គឺជាសារធាតុរំអិលដោយខ្លួនឯង និងមានមេគុណនៃការកកិតតូច។បរិមាណនៃការពាក់គឺ 5-10 ដងតិចជាងផលិតផលអាបស្តូសទូទៅឬអាវទ្រនាប់ F-4 ។
(3) ចរន្តកំដៅល្អ និងធន់នឹងកំដៅ។
ប្លាស្ទីកដែលមានជាតិសរសៃកាបូនមានចរន្តកំដៅល្អ ហើយកំដៅដែលបង្កើតឡើងដោយការកកិតគឺងាយរលាយ។ផ្ទៃខាងក្នុងមិនងាយស្រួលក្នុងការឡើងកំដៅនិងរក្សាទុកកំដៅទេហើយអាចត្រូវបានប្រើជាសម្ភារៈផ្សាភ្ជាប់ថាមវន្ត។នៅលើអាកាស វាអាចដំណើរការបានក្នុងកម្រិតសីតុណ្ហភាព -120~350°C។ជាមួយនឹងការថយចុះនៃមាតិកាលោហៈអាល់កាឡាំងនៅក្នុងជាតិសរសៃកាបូន សីតុណ្ហភាពនៃសេវាកម្មអាចនឹងកើនឡើងបន្ថែមទៀត។នៅក្នុងឧស្ម័នអសកម្ម សីតុណ្ហភាពដែលអាចសម្របខ្លួនបានរបស់វាអាចឡើងដល់ប្រហែល 2000°C ហើយវាអាចទប់ទល់នឹងការប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងនៃត្រជាក់ និងកំដៅ។
(4) ធន់នឹងរំញ័រល្អ។
វាមិនងាយនឹងបន្លឺឡើង ឬផ្លុំទេ ហើយវាក៏ជាសម្ភារៈដ៏ល្អសម្រាប់កាត់បន្ថយរំញ័រ និងកាត់បន្ថយសំលេងរំខានផងដែរ។
អត្ថប្រយោជន៍នៃ CFRP
1. ទំងន់ស្រាល
ប្លាស្ទិកពង្រឹងសរសៃកញ្ចក់បែបប្រពៃណីប្រើសរសៃកញ្ចក់បន្ត និងសរសៃកញ្ចក់ 70% (ទម្ងន់កញ្ចក់/ទម្ងន់សរុប) ហើយជាធម្មតាមានដង់ស៊ីតេ 0.065 ផោនក្នុងមួយអ៊ីញគូប។សមាសធាតុ CFRP ដែលមានទំងន់ជាតិសរសៃ 70% ដូចគ្នាជាធម្មតាមានដង់ស៊ីតេ 0.055 ផោនក្នុងមួយអ៊ីញគូប។
2. កម្លាំងខ្ពស់។
ទោះបីជាសារធាតុប៉ូលីម៊ែរដែលពង្រឹងសរសៃកាបូនមានទម្ងន់ស្រាលក៏ដោយ សមាសធាតុ CFRP មានកម្លាំងខ្ពស់ និងរឹងជាងក្នុងមួយឯកតាទម្ងន់ជាងសមាសធាតុសរសៃកញ្ចក់។បើប្រៀបធៀបជាមួយសម្ភារៈលោហៈ អត្ថប្រយោជន៍នេះគឺច្បាស់ជាង។
គុណវិបត្តិនៃ CFRP
1. ការចំណាយខ្ពស់។
ថ្លៃដើមនៃការផលិតផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូនគឺជាការហាមឃាត់។តម្លៃជាតិសរសៃកាបូនអាចប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌទីផ្សារបច្ចុប្បន្ន (ការផ្គត់ផ្គង់ និងតម្រូវការ) ប្រភេទនៃជាតិសរសៃកាបូន (អវកាសធៀបនឹងថ្នាក់ពាណិជ្ជកម្ម) និងទំហំនៃបណ្តុំជាតិសរសៃ។នៅលើមូលដ្ឋានផោនសម្រាប់ផោន សរសៃកាបូនព្រហ្មចារីអាចមានតម្លៃថ្លៃជាងសរសៃកញ្ចក់ពី 5 ទៅ 25 ដង។ភាពខុសគ្នានេះគឺធំជាងនៅពេលប្រៀបធៀបដែកថែបទៅនឹង CFRP ។
2. ចរន្ត
នេះគឺជាគុណសម្បត្តិនិងគុណវិបត្តិនៃសមា្ភារៈសមាសធាតុសរសៃកាបូន។វាអាស្រ័យលើកម្មវិធី។សរសៃកាបូនមានចរន្តខ្លាំង ហើយសរសៃកញ្ចក់មានអ៊ីសូឡង់។ផលិតផលជាច្រើនប្រើ fiberglass ជំនួសឱ្យជាតិសរសៃកាបូន ឬលោហៈព្រោះវាត្រូវការអ៊ីសូឡង់តឹងរ៉ឹង។នៅក្នុងការផលិតឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ផលិតផលជាច្រើនតម្រូវឱ្យមានការប្រើប្រាស់សរសៃកញ្ចក់។
ការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
ការប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុ polymer ដែលត្រូវបានពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន គឺមានលក្ខណៈទូលំទូលាយក្នុងជីវិត ចាប់ពីផ្នែកមេកានិច រហូតដល់សម្ភារៈយោធា។
(1)ដូចជាការវេចខ្ចប់បិទជិត
សម្ភារៈ PTFE ដែលត្រូវបានពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន អាចត្រូវបានផលិតទៅជាចិញ្ចៀនបិទភ្ជាប់ដែលធន់នឹងការ corrosion ធន់នឹងការពាក់ និងធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬការវេចខ្ចប់។នៅពេលប្រើសម្រាប់ការផ្សាភ្ជាប់ឋិតិវន្ត អាយុកាលសេវាកម្មគឺវែងជាង 10 ដងច្រើនជាងការវេចខ្ចប់អាបស្តូសដែលដាក់ដោយប្រេងទូទៅ។វាអាចរក្សាបាននូវដំណើរការនៃការផ្សាភ្ជាប់នៅក្រោមការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុក និងការធ្វើឱ្យត្រជាក់ឆាប់រហ័ស និងការឡើងកំដៅយ៉ាងលឿន។ហើយចាប់តាំងពីសម្ភារៈមិនមានសារធាតុ corrosive, pitting corrosion នឹងកើតឡើងនៅលើលោហៈ។
(2)ដូចជាផ្នែកកិន
ដោយប្រើប្រាស់លក្ខណៈសម្បត្តិនៃការរំអិលដោយខ្លួនឯង វាអាចប្រើជាប្រដាប់ទ្រនាប់ ប្រអប់លេខ និងចិញ្ចៀនពីស្តុងសម្រាប់គោលបំណងពិសេស។ដូចជា សំបកកង់ប្រេងរំអិលគ្មានប្រេងសម្រាប់ឧបករណ៍អាកាសចរណ៍ និងឧបករណ៍ថតសំឡេង ឧបករណ៍រំអិលគ្មានប្រេងសម្រាប់ក្បាលរថភ្លើងម៉ាស៊ូតបញ្ជូនអគ្គិសនី (ដើម្បីជៀសវាងគ្រោះថ្នាក់ដែលបណ្តាលមកពីការលេចធ្លាយប្រេង) ចិញ្ចៀនពីស្តុងប្រេងរំអិលគ្មានប្រេងនៅលើម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ ។ល។ លើសពីនេះ វាអាច ក៏ត្រូវបានគេប្រើជាសត្វខ្លាឃ្មុំរអិល ឬការផ្សាភ្ជាប់នៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ និងឱសថ ដោយទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីលក្ខណៈមិនពុលរបស់វា។
(3) ជាសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់លំហអាកាស អាកាសចរណ៍ និងមីស៊ីល។វាត្រូវបានគេប្រើជាលើកដំបូងក្នុងការផលិតយន្តហោះដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់របស់យន្តហោះ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពការហោះហើរ។វាត្រូវបានគេប្រើផងដែរនៅក្នុងគីមី ប្រេង ថាមពលអគ្គិសនី គ្រឿងម៉ាស៊ីន និងឧស្សាហកម្មផ្សេងទៀតជាត្រាថាមវន្ត rotary ឬ reciprocating ឬសមា្ភារៈត្រាឋិតិវន្តផ្សេងៗ។
Zhengxi គឺជាអ្នកជំនាញរោងចក្រចុចធារាសាស្ត្រនៅប្រទេសចិន, ផ្តល់នូវគុណភាពខ្ពស់សមាសធាតុចុចធារាសាស្ត្រសម្រាប់ការបង្កើតផលិតផល CFRP ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ឧសភា-២៥-២០២៣
