Med den kontinuerliga utvecklingen av kompositmaterial, utöver glasfiberförstärkt plast, har kolfiberförstärkt plast, borfiberförstärkt plast, etc. Kolfiberarmerade polymerkompositer (CFRP) är lätta och starka material som används för att tillverka många produkter som vi använder i våra dagliga liv. Det är en term som används för att beskriva fiberförstärkta kompositmaterial som använder kolfibrer som den huvudsakliga strukturella komponenten.
Innehållsbord:
1. Kolfiberarmerad polymerstruktur
2. Gjutningsmetoden för kolfiberarmerad plast
3. Egenskaper hos kolfiberarmerad polymer
4. Fördelar med CFRP
5. Nackdelar med CFRP
6. Kolfiberarmerad plastanvändning
Kolfiberarmerad polymerstruktur
Kolfiberarmerad plast är ett material som bildas genom att ordna kolfibermaterial i en viss riktning och använda bundna polymermaterial. Diametern på kolfiber är extremt tunn, cirka 7 mikron, men dess styrka är extremt hög.
Den mest grundläggande beståndsdelen av kolfiberförstärkt kompositmaterial är kolfibertråd. Det grundläggande råmaterialet i kolfilament är prepolymerpolyakrylonitril (PAN), rayon eller petroleums tonhöjd. Kolfilamenten görs sedan till kolfibertyg med kemiska och mekaniska metoder för kolfiberdelar.
Den bindande polymeren är vanligtvis ett termosetting harts såsom epoxi. Andra termosetter eller termoplastiska polymerer används ibland, såsom polyvinylacetat eller nylon. Förutom kolfibrer kan kompositer också innehålla aramid Q, ultrahög molekylvikt polyeten, aluminium eller glasfibrer. Egenskaperna för den slutliga kolfiberprodukten kan också påverkas av den typ av tillsatser som introduceras i bindningsmatrisen.
Gjutningsmetoden för kolfiberarmerad plast
Kolfiberprodukter är huvudsakligen olika på grund av olika processer. Det finns många metoder för att bilda kolfiberförstärkta polymermaterial.
1. Handsuppläggningsmetod
Uppdelat i den torra metoden (förberedd butik) och våtmetod (fibertyg och harts limmad till användning). Handupplägg används också för att förbereda prepregs för användning i sekundära gjutningsprocesser såsom kompressionsgjutning. Denna metod är där ark med kolfiberduk är laminerade på en form för att bilda slutprodukten. Styrkan och styvhetsegenskaperna för det resulterande materialet optimeras genom att välja inriktning och väv av tygfibrerna. Formen fylls sedan med epoxi och botas med värme eller luft. Denna tillverkningsmetod används ofta för icke-stressade delar, såsom motoröverdrag.
2. Metod för vakuumformning
För den laminerade prepreget är det nödvändigt att applicera tryck genom en viss process för att göra den nära formen och för att bota och forma den under en viss temperatur och tryck. Vakuumväskmetoden använder en vakuumpump för att evakuera insidan av bildningspåsen så att det negativa trycket mellan påsen och formen bildar ett tryck så att kompositmaterialet är nära formen.
På grundval av metoden för vakuumpåse härleddes den vakuumpåse-autoklavformningsmetoden senare. Autoklaver tillhandahåller högre tryck och värme härdar delen (istället för naturlig härdning) än vakuumpåse-metoder. En sådan del har en mer kompakt struktur, bättre ytkvalitet, kan effektivt eliminera luftbubblor (bubblor kommer att påverka styrkan i del), och den totala kvaliteten är högre. Faktum är att processen med vakuumbagging liknar den för mobiltelefonfilm som sticker. Att eliminera luftbubblor är en viktig uppgift.
3. Metod för kompressionsgjutning
Kompressionsgjutningär en formningsmetod som bidrar till massproduktion och massproduktion. Formar är vanligtvis gjorda av övre och nedre delar, som vi kallar manlig mögel och en kvinnlig form. Gjutningsprocessen är att sätta mattan gjord av prepregs i metallbänkformen, och under verkan av viss temperatur och tryck värms mattan upp och mjukas i formkaviteten, flyter under tryck och fyller mögelhålan och sedan och formning och härdning för att få produkter. Denna metod har emellertid en högre initialkostnad än de tidigare, eftersom formen kräver mycket hög precision CNC-bearbetning.
4. Lindningsgjutning
För delar med komplexa former eller i form av en kropp av revolution kan en filamentlindare användas för att göra delen genom att linda glödtråden på en dorn eller kärna. Efter att lindningen är fullständig botemedel och ta bort dornen. Till exempel kan rörformade fogarmar som används i upphängningssystem göras med hjälp av denna metod.
5. Hartsöverföringsmålning
Hartsöverföringsmålning (RTM) är en relativt populär gjutningsmetod. Dess grundläggande steg är:
1. Placera det beredda dåliga kolfibertyget i formen och stäng formen.
2. Injicera flytande termosettingharts i det, impregnera det förstärkande materialet och botemedel.
Egenskaper hos kolfiberarmerad polymer
(1) Hög styrka och god elasticitet.
Den specifika styrkan (det vill säga förhållandet mellan draghållfasthet och densitet) av kolfiber är 6 gånger den hos stål och 17 gånger det för aluminium. Den specifika modulen (det vill säga förhållandet mellan Youngs modul och densitet, som är ett tecken på ett objekts elasticitet) är mer än tre gånger stål eller aluminium.
Med hög specifik styrka kan den ha en stor arbetsbelastning. Dess maximala arbetstryck kan nå 350 kg/cm2. Dessutom är det mer komprimerbart och motståndskraftigt än ren F-4 och dess fläta.
(2) God trötthetsmotstånd och slitmotstånd.
Dess trötthetsmotstånd är mycket högre än för epoxiharts och högre än för metallmaterial. Grafitfibrer är självsmörjande och har en liten friktionskoefficient. Mängden slitage är 5-10 gånger mindre än för allmänna asbestprodukter eller F-4-flätor.
(3) Bra värmeledningsförmåga och värmebeständighet.
Kolfiberförstärkt plast har god värmeledningsförmåga, och värmen som genereras av friktion sprids lätt. Interiören är inte lätt att överhettas och lagra värme och kan användas som ett dynamiskt tätningsmaterial. I luften kan den fungera stabilt i temperaturområdet -120 ~ 350 ° C. Med minskningen av alkalimetallinnehållet i kolfiber kan servicetemperaturen ökas ytterligare. I en inert gas kan dess anpassningsbara temperatur nå cirka 2000 ° C, och den tål skarpa förändringar i kyla och värme.
(4) Bra vibrationsmotstånd.
Det är inte lätt att resonera eller fladda, och det är också ett utmärkt material för vibrationsminskning och brusreducering.
Fördelar med CFRP
1. Lätt vikt
Traditionell glasfiberförstärkt plast använder kontinuerliga glasfibrer och 70% glasfibrer (glasvikt/total vikt) och har vanligtvis en densitet på 0,065 pund per kubik tum. En CFRP -komposit med samma 70% fibervikt har vanligtvis en densitet på 0,055 pund per kubik tum.
2. Hög styrka
Även om kolfiberförstärkta polymerer är lätta, har CFRP -kompositer högre styrka och högre styvhet per enhetsvikt än glasfiberkompositer. Jämfört med metallmaterial är denna fördel mer uppenbar.
Nackdelar med CFRP
1. Hög kostnad
Produktionskostnaden för kolfiberarmerad plast är oöverkomlig. Kolfiberpriserna kan variera dramatiskt beroende på nuvarande marknadsförhållanden (utbud och efterfrågan), typen av kolfiber (flyg- och rymdvärden) och storleken på fiberpaketet. På pund-för-pund kan jungfrulig kolfiber vara 5 till 25 gånger dyrare än glasfiber. Denna skillnad är ännu större när man jämför stål med CFRP.
2. Konduktivitet
Detta är fördelen och nackdelen med kolfiberkompositmaterial. Det beror på applikationen. Kolfibrer är extremt ledande och glasfibrer är isolerande. Många produkter använder glasfiber istället för kolfiber eller metall eftersom de kräver sträng isolering. Vid produktion av verktyg kräver många produkter användning av glasfibrer.
Kolfiberförstärkt plastanvändning
Tillämpningarna av kolfiberarmerad polymer är breda i livet, från mekaniska delar till militära material.
(1)Som tätningsförpackning
Kolfiberarmerat PTFE-material kan göras till korrosionsbeständigt, slitstödande och högtemperaturresistenta tätningsringar eller förpackning. När den används för statisk tätning är livslängden längre, mer än tio gånger längre än för allmän oljeupptäckt asbestförpackning. Det kan upprätthålla tätningsprestanda under belastningsförändringar och snabb kylning och snabb uppvärmning. Och eftersom materialet inte innehåller frätande ämnen kommer ingen gropkorrosion att inträffa på metallen.
(2)som slipande delar
Genom att använda sina självsmörjande egenskaper kan den användas som lager, växlar och kolvringar för speciella ändamål. Såsom oljefria smörjlager för luftfartsinstrument och bandspelare, oljefria smörjväxlar för elektriska transmissionsdiesellokomotiver (för att undvika olyckor orsakade av oljeläckage), oljefria smörjande kolvringar på kompressorer, etc. Dessutom kan det också användas som glidande lager eller tätningar i mat- och läkemedelsindustrin genom att ta non-toxicteknik.
(3) som konstruktionsmaterial för flyg-, luftfart och missiler. Det användes först i flygplanstillverkning för att minska flygplanets vikt och förbättra flygeffektiviteten. Det används också i kemiska, petroleum, elektrisk kraft, maskiner och andra industrier som en roterande eller återgående dynamisk tätning eller olika statiska tätningsmaterial.
Zhengxi är professionellHydraulisk pressfabrik i Kina, tillhandahåller högkvulialtsammansatt hydraulisk pressför att bilda CFRP -produkter.
Posttid: maj-25-2023
