Со континуираниот развој на композитните материјали, покрај пластиката засилена со стаклени влакна, се појавија и пластика армирани со јаглеродни влакна, пластика засилена со борни влакна и др.Полимерните композити армирани со јаглеродни влакна (CFRP) се лесни и силни материјали кои се користат за производство на многу производи што ги користиме во секојдневниот живот.Тоа е термин кој се користи за опишување на композитни материјали засилени со влакна кои користат јаглеродни влакна како главна структурна компонента.
Табела на содржина:
1. Полимерна структура засилена со јаглеродни влакна
2. Методот на обликување на пластика засилена со јаглеродни влакна
3. Својства на полимер засилен со јаглеродни влакна
4. Предности на CFRP
5. Недостатоци на CFRP
6. Употреба на пластика засилена со јаглеродни влакна
Полимерна структура засилена со јаглеродни влакна
Пластиката засилена со јаглеродни влакна е материјал формиран со распоредување на материјали од јаглеродни влакна во одредена насока и користење на врзани полимерни материјали.Дијаметарот на јаглеродните влакна е исклучително тенок, околу 7 микрони, но неговата јачина е исклучително висока.
Најосновната составна единица на композитниот материјал засилен со јаглеродни влакна е филаментот од јаглеродни влакна.Основната суровина на јаглеродниот филамент е предполимер полиакрилонитрил (PAN), вискоза или нафтен терен.Јаглеродните нишки потоа се прават во ткаенини од јаглеродни влакна со хемиски и механички методи за делови од јаглеродни влакна.
Полимерот за врзување е обично термореактивна смола како што е епоксидот.Понекогаш се користат и други терморегулатори или термопластични полимери, како што се поливинил ацетат или најлон.Покрај јаглеродните влакна, композитите можат да содржат и арамид Q, полиетилен со ултра висока молекуларна тежина, алуминиум или стаклени влакна.На својствата на финалниот производ од јаглеродни влакна може да влијае и типот на адитиви внесени во матрицата за поврзување.
Методот на обликување на пластика засилена со јаглеродни влакна
Производите од јаглеродни влакна главно се разликуваат поради различни процеси.Постојат многу методи за формирање полимерни материјали засилени со јаглеродни влакна.
1. Метод на лежење на рацете
Поделен на сув метод (претходно подготвена продавница) и влажен метод (влакна ткаенина и смола залепени за употреба).Поставувањето на рацете исто така се користи за подготовка на препреги за употреба во секундарните процеси на обликување, како што е обликувањето со компресија.Овој метод е местото каде што листовите од ткаенина од јаглеродни влакна се ламинираат на калап за да се формира финалниот производ.Јачината и вкочанетоста на добиениот материјал се оптимизирани со избирање на порамнувањето и ткаењето на влакната од ткаенината.Калапот потоа се полни со епоксид и се стврднува со топлина или воздух.Овој метод на производство често се користи за делови без напрегање, како што се капаците на моторот.
2. Метод на вакуум формирање
За ламинираната препрег, потребно е да се изврши притисок преку одреден процес за да се доближи до калапот и да се излечи и обликува под одредена температура и притисок.Методот на вакуумска вреќа користи вакуумска пумпа за евакуација на внатрешноста на вреќата за формирање, така што негативниот притисок помеѓу кесата и калапот формира притисок така што композитниот материјал е блиску до калапот.
Врз основа на методот на вакуумска кеса, методот за формирање на вакуум кеси-автоклав беше изведен подоцна.Автоклавите обезбедуваат повисоки притисоци и термички го стврднуваат делот (наместо природно стврднување) отколку методите само со вакуумски кеси.Таквиот дел има покомпактна структура, подобар квалитет на површината, може ефикасно да ги елиминира воздушните меури (меурчињата многу ќе влијаат на јачината на делот), а севкупниот квалитет е повисок.Всушност, процесот на вакумирање е сличен на процесот на лепење на филм за мобилни телефони.Елиминирањето на воздушните меури е главна задача.
3. Метод на обликување со компресија
Калапи со компресијае метод на калапи што е погодна за масовно производство и масовно производство.Калапи обично се прават од горните и долните делови, кои ги нарекуваме машка мувла и женска мувла.Процесот на обликување е да се стави подлогата направена од препреги во металниот шалтер, а под дејство на одредена температура и притисок, подлогата се загрева и пластифицира во шуплината на мувлата, тече под притисок и ја полни шуплината на мувлата, а потоа И обликување и лекување за да се добијат производи.Сепак, овој метод има повисока почетна цена од претходните, бидејќи мувлата бара многу висока прецизност CNC обработка.
4. Намотување калапи
За делови со сложени форми или во облик на тело на револуција, може да се користи намотувач на влакно за изработка на делот со намотување на филаментот на мандрела или јадро.По ликвидацијата е целосно лекување и отстранете ја мандрелата.На пример, тубуларните зглобови што се користат во системите за суспензија може да се направат со овој метод.
5. Калапи за пренос на смола
Калапот со пренос на смола (RTM) е релативно популарен метод на калапи.Нејзините основни чекори се:
1. Ставете ја подготвената лоша ткаенина од јаглеродни влакна во калапот и затворете го калапот.
2. Внесете течна термореактивна смола во неа, импрегнирајте го зајакнувачкиот материјал и излечете.
Својства на полимер засилен со јаглеродни влакна
(1) Висока јачина и добра еластичност.
Специфичната јачина (односно, односот на цврстина на истегнување и густина) на јаглеродните влакна е 6 пати поголема од онаа на челикот и 17 пати поголема од онаа на алуминиумот.Специфичниот модул (т.е. односот на Јанг-овиот модул до густината, што е знак за еластичноста на објектот) е повеќе од 3 пати поголем од оној на челикот или алуминиумот.
Со висока специфична јачина, може да издржи голем работен товар.Неговиот максимален работен притисок може да достигне 350 kg/cm2.Покрај тоа, тој е покомпресибилен и поотпорен од чистиот F-4 и неговата плетенка.
(2) Добра отпорност на замор и отпорност на абење.
Неговата отпорност на замор е многу повисока од онаа на епоксидната смола и повисока од онаа на металните материјали.Графитните влакна се самоподмачкуваат и имаат мал коефициент на триење.Количината на абење е 5-10 пати помала од онаа на општите азбестни производи или F-4 плетенки.
(3) Добра топлинска спроводливост и отпорност на топлина.
Пластиката засилена со јаглеродни влакна има добра топлинска спроводливост, а топлината што се создава со триење лесно се троши.Внатрешноста не е лесно да се прегрее и да се складира топлината и може да се користи како динамичен материјал за запечатување.Во воздухот, може да работи стабилно во температурен опсег од -120~350°C.Со намалувањето на содржината на алкалните метали во јаглеродните влакна, температурата на услугата може дополнително да се зголеми.Во инертен гас, неговата приспособлива температура може да достигне околу 2000°C и може да издржи остри промени на студ и топлина.
(4) Добра отпорност на вибрации.
Не е лесно да се резонира или трепет, а исто така е одличен материјал за намалување на вибрациите и намалување на бучавата.
Предности на CFRP
1. Мала тежина
Традиционалната пластика засилена со стаклени влакна користи континуирани стаклени влакна и 70% стаклени влакна (тежина на стакло/вкупна тежина) и обично имаат густина од 0,065 фунти по кубен инч.Композитот CFRP со иста тежина од 70% влакна обично има густина од 0,055 фунти по кубен инч.
2. Висока јачина
Иако полимерите засилени со јаглеродни влакна се лесни, композитите со CFRP имаат поголема цврстина и поголема цврстина по единица тежина од композитите со стаклени влакна.Во споредба со металните материјали, оваа предност е поочигледна.
Недостатоци на CFRP
1. Висока цена
Трошоците за производство на пластика засилена со јаглеродни влакна се огромни.Цените на јаглеродните влакна може драматично да се разликуваат во зависност од тековните пазарни услови (понуда и побарувачка), типот на јаглеродни влакна (воздухопловна наспроти комерцијална класа) и големината на пакетот влакна.На основа на фунта за фунта, девствените јаглеродни влакна може да бидат 5 до 25 пати поскапи од стаклените влакна.Оваа разлика е уште поголема кога се споредува челикот со CFRP.
2. Спроводливост
Ова е предноста и недостатокот на композитните материјали од јаглеродни влакна.Зависи од апликацијата.Јаглеродните влакна се исклучително спроводливи, а стаклените влакна се изолациски.Многу производи користат фиберглас наместо јаглеродни влакна или метал бидејќи бараат строга изолација.Во производството на комунални услуги, многу производи бараат употреба на стаклени влакна.
Употреба на пластика засилена со јаглеродни влакна
Примените на полимер засилен со јаглеродни влакна се широки во животот, од механички делови до воени материјали.
(1)како запечатувачко пакување
Тефлонски материјал засилен со јаглеродни влакна може да се направи во запечатувачки прстени или пакувања отпорни на корозија, отпорни на абење и отпорни на висока температура.Кога се користи за статичко запечатување, работниот век е подолг, повеќе од 10 пати подолг од оној на општо азбестното пакување потопено во масло.Може да ги одржува перформансите на запечатување при промени на оптоварувањето и брзо ладење и брзо загревање.И бидејќи материјалот не содржи корозивни материи, нема да се појави корозија со дупчиња на металот.
(2)како делови за мелење
Користејќи ги своите самоподмачкувачки својства, може да се користи како лежишта, запчаници и клипни прстени за посебни намени.Како што се подмачкани лежишта без масло за воздухопловни инструменти и магнетофони, подмачкани запчаници без масло за дизел локомотиви со електричен менувач (за да се избегнат несреќи предизвикани од истекување масло), клипни прстени без масло на компресори, итн. Покрај тоа, може исто така може да се користи како лизгачки лежишта или заптивки во прехранбената и фармацевтската индустрија со искористување на неговите нетоксични карактеристики.
(3) Како структурни материјали за воздушната, авијацијата и ракетите.Прво беше користен во производството на авиони за да се намали тежината на авионот и да се подобри ефикасноста на летот.Исто така се користи во хемиската, нафтата, електричната енергија, машините и другите индустрии како ротирачко или клипно динамично заптивка или разни статички материјали за заптивка.
Женгкси е професионалецфабрика за хидраулични преса во Кина, обезбедувајќи висок квалитеткомпозитна хидраулична пресаза формирање на CFRP производи.
Време на објавување: мај-25-2023 година
