Kompozit materialların davamlı inkişafı ilə şüşə lifli möhkəmləndirilmiş plastiklərə əlavə olaraq, karbon lifli möhkəmləndirilmiş plastiklər, bor lifli möhkəmləndirilmiş plastiklər və s. meydana çıxmışdır. Karbon lifli möhkəmləndirilmiş polimer kompozitləri (KMRP) gündəlik həyatımızda istifadə etdiyimiz bir çox məhsulun istehsalında istifadə olunan yüngül və möhkəm materiallardır. Əsas struktur komponenti kimi karbon liflərindən istifadə edən lifli möhkəmləndirilmiş kompozit materialları təsvir etmək üçün istifadə olunan bir termindir.
Məzmun Cədvəli:
1. Karbon Lifli Gücləndirilmiş Polimer Quruluşu
2. Karbon Lifli Dəmir Plastikin Qəlibləmə Üsulu
3. Karbon Lifli Dəmir Polimerin Xüsusiyyətləri
4. CFRP-nin üstünlükləri
5. CFRP-nin mənfi cəhətləri
6. Karbon Lifli Dəmir Plastik İstifadəsi
Karbon Lifli Dəmir Polimer Quruluşu
Karbon lifli möhkəmləndirilmiş plastik, karbon lifli materialları müəyyən bir istiqamətdə yerləşdirməklə və yapışdırılmış polimer materiallardan istifadə etməklə əmələ gələn bir materialdır. Karbon lifinin diametri olduqca nazikdir, təxminən 7 mikron, lakin möhkəmliyi olduqca yüksəkdir.
Karbon lifli möhkəmləndirilmiş kompozit materialın ən əsas tərkib hissəsi karbon lifli filamentdir. Karbon filamentin əsas xammalı prepolimer poliakrilonitril (PAN), rayon və ya neft qatranıdır. Karbon filamentləri daha sonra karbon lifli hissələr üçün kimyəvi və mexaniki üsullarla karbon lifli parçalara çevrilir.
Bağlayıcı polimer adətən epoksi kimi termoset qətranıdır. Bəzən polivinil asetat və ya neylon kimi digər termosetlər və ya termoplastik polimerlər istifadə olunur. Karbon liflərinə əlavə olaraq, kompozitlər aramid Q, ultra yüksək molekulyar çəkili polietilen, alüminium və ya şüşə lifləri də ehtiva edə bilər. Son karbon lif məhsulunun xüsusiyyətlərinə bağlayıcı matrisə daxil edilən aşqarların növü də təsir göstərə bilər.
Karbon Lifli Dəmir Plastikin Qəlibləmə Üsulu
Karbon lifli məhsullar əsasən fərqli proseslərə görə fərqlənir. Karbon lifli möhkəmləndirilmiş polimer materialların formalaşdırılması üçün bir çox üsul mövcuddur.
1. Əl ilə düzləndirmə üsulu
Quru üsul (əvvəlcədən hazırlanmış emalatxana) və yaş üsul (lif parça və istifadə üçün yapışdırılmış qatran) bölünür. Əl ilə yığma üsulu, həmçinin sıxılma qəlibləmə kimi ikinci dərəcəli qəlibləmə proseslərində istifadə üçün prepreqlərin hazırlanması üçün də istifadə olunur. Bu üsul, karbon lif parça təbəqələrinin son məhsulu formalaşdırmaq üçün qəlibin üzərinə laminasiya edilməsidir. Yaranan materialın möhkəmlik və sərtlik xüsusiyyətləri parça liflərinin düzülüşü və toxunuşu seçilməklə optimallaşdırılır. Daha sonra qəlib epoksi ilə doldurulur və istilik və ya hava ilə bərkidilir. Bu istehsal üsulu tez-tez mühərrik örtükləri kimi gərginləşdirilməmiş hissələr üçün istifadə olunur.
2. Vakuum Formalaşdırma Metodu
Laminatlaşdırılmış prepreq üçün, qəlibə yaxınlaşdırmaq və müəyyən bir temperatur və təzyiq altında bərkimək və forma vermək üçün müəyyən bir proses vasitəsilə təzyiq tətbiq etmək lazımdır. Vakuum torbası metodu, qəlib torbasının içini boşaltmaq üçün vakuum nasosundan istifadə edir ki, torba ilə qəlib arasındakı mənfi təzyiq kompozit materialın qəlibə yaxın olması üçün təzyiq yarada bilsin.
Vakuum torbası metoduna əsasən, vakuum torbası-avtoklav formalaşdırma metodu daha sonra ortaya çıxdı. Avtoklavlar yalnız vakuum torbası metodlarına nisbətən hissəni daha yüksək təzyiq və istiliklə bərkidir (təbii bərkimə əvəzinə). Belə bir hissə daha kompakt quruluşa, daha yaxşı səth keyfiyyətinə malikdir, hava qabarcıqlarını effektiv şəkildə aradan qaldıra bilər (qabarcıqlar hissənin möhkəmliyinə çox təsir edəcək) və ümumi keyfiyyət daha yüksəkdir. Əslində, vakuum torbalama prosesi mobil telefon filminin yapışmasına bənzəyir. Hava qabarcıqlarını aradan qaldırmaq əsas vəzifədir.
3. Sıxılma Qəlibləmə Metodu
Sıxılma qəlibləməKütləvi istehsal və kütləvi istehsal üçün əlverişli olan qəlibləmə üsuludur. Qəliblər adətən yuxarı və aşağı hissələrdən hazırlanır ki, biz bunu erkək qəlib və dişi qəlib adlandırırıq. Qəlibləmə prosesi prepreqlərdən hazırlanmış döşəməni metal əks qəlibə qoymaqdan ibarətdir və müəyyən temperatur və təzyiqin təsiri altında döşəmə qəlib boşluğunda qızdırılır və plastikləşdirilir, təzyiq altında axır və qəlib boşluğunu doldurur, sonra isə məhsullar əldə etmək üçün qəliblənir və bərkidilir. Lakin, bu üsul əvvəlkilərdən daha yüksək ilkin xərclərə malikdir, çünki qəlib çox yüksək dəqiqlikli CNC emalı tələb edir.
4. Sarğı Qəlibləmə
Mürəkkəb formalı və ya fırlanma gövdəsi formasında olan hissələr üçün filament sarğısı filamenti mandrelə və ya özək üzərinə sararaq hissəni hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər. Sarğı tam bərkidikdən sonra mandreli çıxarın. Məsələn, asma sistemlərində istifadə olunan boruşəkilli birləşmə qolları bu üsulla hazırlana bilər.
5. Qatran Transferi Qəlibləmə
Qətran köçürmə qəlibləmə (RTM) nisbətən populyar qəlibləmə üsuludur. Onun əsas addımları aşağıdakılardır:
1. Hazırlanmış pis karbon lifli parçanı qəlibə qoyun və qəlibi bağlayın.
2. Maye termoset qətranını ona yeridin, möhkəmləndirici materialı hopdurun və bərkidin.
Karbon Lifli Dəmir Polimerin Xüsusiyyətləri
(1) Yüksək möhkəmlik və yaxşı elastiklik.
Karbon lifinin xüsusi möhkəmliyi (yəni dartılma möhkəmliyinin sıxlığa nisbəti) poladınkından 6 dəfə, alüminiumunkundan isə 17 dəfə çoxdur. Xüsusi modul (yəni, obyektin elastikliyinin əlaməti olan Yanq modulunun sıxlığa nisbəti) polad və ya alüminiumunkundan 3 dəfədən çoxdur.
Yüksək xüsusi möhkəmliyə malik olduğu üçün böyük bir iş yükünə tab gətirə bilir. Maksimum iş təzyiqi 350 kq/sm2-ə çata bilər. Bundan əlavə, təmiz F-4 və onun hörgüsündən daha sıxıla bilən və möhkəmdir.
(2) Yaxşı yorğunluq müqaviməti və aşınma müqaviməti.
Onun yorğunluğa davamlılığı epoksid qatranına və metal materiallara nisbətən daha yüksəkdir. Qrafit lifləri öz-özünə yağlanır və kiçik sürtünmə əmsalına malikdir. Aşınma miqdarı ümumi asbest məhsullarına və ya F-4 hörgülərinə nisbətən 5-10 dəfə azdır.
(3) Yaxşı istilik keçiriciliyi və istiliyə davamlılıq.
Karbon lifli möhkəmləndirilmiş plastiklər yaxşı istilik keçiriciliyinə malikdir və sürtünmə nəticəsində yaranan istilik asanlıqla yayılır. Daxili hissənin həddindən artıq qızması və istiliyi saxlaması asan deyil və dinamik möhürləyici material kimi istifadə edilə bilər. Havada, -120~350°C temperatur aralığında sabit işləyə bilər. Karbon lifində qələvi metal tərkibinin azalması ilə xidmət temperaturu daha da artırıla bilər. İnert qazda onun uyğunlaşa bilən temperaturu təxminən 2000°C-yə çata bilər və soyuq və istidə kəskin dəyişikliklərə davam gətirə bilər.
(4) Yaxşı vibrasiya müqaviməti.
Rezonans yaratmaq və ya çırpınmaq asan deyil və eyni zamanda vibrasiya və səs-küyün azaldılması üçün əla bir materialdır.
CFRP-nin üstünlükləri
1. Yüngül çəki
Ənənəvi şüşə lifli möhkəmləndirilmiş plastiklər davamlı şüşə liflərindən və 70% şüşə liflərindən (şüşə çəkisi/ümumi çəki) istifadə edir və adətən kub düym üçün 0,065 funt sıxlığa malikdir. Eyni 70% lif çəkisinə malik CFRP kompozitinin sıxlığı adətən kub düym üçün 0,055 funt təşkil edir.
2. Yüksək möhkəmlik
Karbon lifli möhkəmləndirilmiş polimerlər yüngül olsa da, CFRP kompozitləri şüşə lifli kompozitlərə nisbətən daha yüksək möhkəmliyə və vahid çəkiyə görə daha yüksək sərtliyə malikdir. Metal materiallarla müqayisədə bu üstünlük daha göz qabağındadır.
CFRP-nin mənfi cəhətləri
1. Yüksək Qiymət
Karbon lifli möhkəmləndirilmiş plastikin istehsal dəyəri həddindən artıq yüksəkdir. Karbon lifinin qiymətləri mövcud bazar şərtlərindən (tələb və təklif), karbon lifinin növündən (aerokosmik və kommersiya dərəcəli) və lif dəstəsinin ölçüsündən asılı olaraq kəskin şəkildə dəyişə bilər. Funt-funt əsasında təmiz karbon lifi şüşə lifdən 5-25 dəfə baha ola bilər. Bu fərq poladla CFRP müqayisə edildikdə daha da böyükdür.
2. Keçiricilik
Bu, karbon lifli kompozit materialların üstünlüyü və çatışmazlığıdır. Bu, tətbiq sahəsindən asılıdır. Karbon lifləri son dərəcə keçiricidir və şüşə lifləri izolyasiyaedicidir. Bir çox məhsullar sərt izolyasiya tələb etdiyi üçün karbon lif və ya metal əvəzinə şüşə lifdən istifadə edir. Kommunal xidmətlərin istehsalında bir çox məhsullar şüşə liflərdən istifadəni tələb edir.
Karbon Lifli Dəmir Plastik İstifadəsi
Karbon lifli polimerin tətbiq sahələri mexaniki hissələrdən hərbi materiallara qədər genişdir.
(1)möhürləyici qablaşdırma kimi
Karbon lifli PTFE materialı korroziyaya davamlı, aşınmaya davamlı və yüksək temperatura davamlı möhürləyici halqalar və ya qablaşdırmalar şəklində hazırlana bilər. Statik möhürləmə üçün istifadə edildikdə, xidmət müddəti daha uzun, ümumi yağla batırılmış asbest qablaşdırmasından 10 dəfədən çoxdur. Yük dəyişiklikləri və sürətli soyutma və sürətli qızma şəraitində möhürləmə performansını qoruya bilər. Materialda korroziyaya səbəb olan maddələr olmadığı üçün metalda heç bir çuxur korroziyası baş verməyəcək.
(2)üyütmə hissələri kimi
Öz-özünə yağlama xüsusiyyətlərindən istifadə edərək, xüsusi məqsədlər üçün yastıqlar, dişli çarxlar və piston halqaları kimi istifadə edilə bilər. Məsələn, aviasiya cihazları və maqnitofonlar üçün yağsız yağlanmış yastıqlar, elektrik ötürücü dizel lokomotivləri üçün yağsız yağlanmış dişli çarxlar (yağ sızmasından qaynaqlanan qəzaların qarşısını almaq üçün), kompressorlarda yağsız yağlanmış piston halqaları və s. Bundan əlavə, zəhərsiz xüsusiyyətlərindən istifadə edərək qida və əczaçılıq sənayesində sürüşmə yastıqları və ya möhürlər kimi də istifadə edilə bilər.
(3) Aerokosmik, aviasiya və raketlər üçün struktur materiallar kimi. İlk dəfə təyyarə istehsalında təyyarənin çəkisini azaltmaq və uçuş səmərəliliyini artırmaq üçün istifadə edilmişdir. Həmçinin kimya, neft, elektrik enerjisi, maşınqayırma və digər sənaye sahələrində fırlanan və ya qarşılıqlı dinamik möhür və ya müxtəlif statik möhür materialları kimi istifadə olunur.
Zhengxi peşəkardırÇində hidravlik pres fabriki, yüksək keyfiyyətli təmin edirkompozit hidravlik presCFRP məhsullarının formalaşdırılması üçün.
Yayımlanma vaxtı: 25 may 2023
