Komposiittimateriaalien jatkuvan kehityksen myötä lasikuituvahvistettujen muovien lisäksi on ilmestynyt hiilikuituvahvistettu muovin, boorikuituvahvistetut muovit jne.Hiilikuituvahvistettu polymeeriKomposiitit (CFRP) ovat kevyitä ja vahvoja materiaaleja, joita käytetään monien päivittäisen elämämme tuotteiden valmistukseen.Se on termi, jota käytetään kuvaamaan kuituvahvistettuja komposiittimateriaaleja, jotka käyttävät hiilikuituja päärakenteena.
Sisällysluettelo:
1. Hiilikuituvahvistettu polymeerirakenne
2. Hiilikuituvahvistetun muovin muovausmenetelmä
3. Hiilikuituvahvistetun polymeerin ominaisuudet
4. CFRP: n edut
5. CFRP: n haitat
6. Hiilikuituvahvistettu muovikäyttö
Hiilikuituvahvistettu polymeerirakenne
Hiilikuituvahvistettu muovi on materiaali, joka on muodostettu järjestämällä hiilikuitumateriaaleja tiettyyn suuntaan ja käyttämällä sitoutuneita polymeerimateriaaleja.Hiilikuitujen halkaisija on erittäin ohut, noin 7 mikronia, mutta sen lujuus on erittäin korkea.
Hiilikuituvahvistetun komposiittimateriaalin perustava yksikkö on hiilikuitufilamentti.Hiilihankkeen perus raaka -aine on prepolymeeripolyakryylitriili (PAN), Rayon tai öljykorkeus.Hiilikilpailut tehdään sitten hiilikuitukankaiksi kemiallisilla ja mekaanisilla menetelmillä hiilikuituosille.
Sitoutumispolymeeri on yleensä lämpökovettuva hartsi, kuten epoksi.Toisinaan käytetään muita termosetteja tai kestomuovisia polymeerejä, kuten polyvinyyliasetaatti tai nylon.Hiilikuitujen lisäksi komposiitit voivat sisältää myös aramidi q: tä, erittäin korkeita molekyylipainoisia polyeteeniä, alumiinia tai lasikuituja.Lopullisen hiilikuitutuotteen ominaisuuksiin voivat vaikuttaa myös sidosmatriisiin tuotujen lisäaineiden tyyppi.
Hiilikuituvahvistetun muovin muovausmenetelmä
Hiilikuitutuotteet ovat pääasiassa erilaisia erilaisten prosessien vuoksi.Hiilikuituvahvistettujen polymeerimateriaalien muodostamiseksi on monia menetelmiä.
1. Käsin asetusmenetelmä
Jaettuna kuivaan menetelmään (esivalmistettu kauppa) ja märkämenetelmä (kuitukangas ja hartsi liimattu käytettäväksi).Käsinkäyttöä käytetään myös valmistelemaan prepregs käytettäväksi toissijaisissa muovausprosesseissa, kuten puristusmuovauksessa.Tässä menetelmässä hiilikuitukankaan arkit laminoidaan muottiin lopputuotteen muodostamiseksi.Tuloksena olevan materiaalin lujuus- ja jäykkyysominaisuudet optimoidaan valitsemalla kangaskuitujen kohdistus ja kutominen.Sitten muotti täytetään epoksilla ja parannetaan lämmöllä tai ilmalla.Tätä valmistusmenetelmää käytetään usein stressiin osiin, kuten moottorin kansiin.
2. Tyhjiömuovausmenetelmä
Laminoidulle pregragille on tarpeen kohdistaa paine tietyn prosessin läpi, jotta se olisi lähellä muottia ja kovettaa ja muokata sitä tietyn lämpötilan ja paineen alla.Tyhjiöpussimenetelmä käyttää tyhjiöpumppua muodostuvan pussin sisäpuolen evakuointiin siten, että pussin ja muotin välinen negatiivinen paine muodostaa paineen siten, että komposiittimateriaali on lähellä muottia.
Tyhjiöpussimenetelmän perusteella johdettiin myöhemmin tyhjiöpussi-auto-autoklavimuodostusmenetelmä.Autoklaavit tarjoavat suurempia paineita ja parantavat osaa (luonnollisen kovetuksen sijasta) kuin vain tyhjiöpussi-menetelmät.Tällaisella osalla on kompakti rakenne, parempi pinnan laatu, se voi tehokkaasti eliminoida ilmakuplat (kuplat vaikuttavat suuresti osan lujuuteen), ja yleinen laatu on korkeampi.Itse asiassa tyhjiöpussiprosessi on samanlainen kuin matkapuhelinfilmin tarttuminen.Ilmakuplien poistaminen on tärkeä tehtävä.
3. Kompressiomuovausmenetelmä
Puristusmuovauson muovausmenetelmä, joka edistää massatuotantoa ja massatuotantoa.Muotit on yleensä valmistettu ylä- ja alaosista, joita kutsumme urosmuotiksi ja naarasmuotiksi.Muovausprosessi on laittaa pregregistä valmistettu matto metallisiin laskurin muottiin, ja tietyn lämpötilan ja paineen vaikutuksesta matto kuumennetaan ja plastisoitu muotin ontelossa, virtaa paineen alla ja täyttää muotin ontelon ja sitten sitten Ja muovaus ja kovetus tuotteiden saamiseksi.Tällä menetelmällä on kuitenkin korkeammat alkuperäiset kustannukset kuin aiemmilla, koska muotti vaatii erittäin korkean tarkkuuden CNC-koneistusta.
4. Käämitysmuovaus
Osille, joilla on monimutkaisia muotoja tai vallankumouksen muodossa, filamentin tuuletusta voidaan käyttää sen tekemiseen kääntämällä filamentti mandrelissa tai ytimessä.Kun käämitys on täydellinen kovettuminen ja poista mandre.Esimerkiksi suspensiojärjestelmissä käytetty putkimaiset nivelvarret voidaan tehdä tällä menetelmällä.
5. Hartsinsiirtomuovaus
Hartsinsiirtomuovaus (RTM) on suhteellisen suosittu muovausmenetelmä.Sen perusvaiheet ovat:
1. Aseta valmistettu huono hiilikuitukangas muottiin ja sulje muotti.
2. Injektoi siihen nestemäistä lämpökovettumista, impregnoi vahvistusmateriaalia ja paranna.
Hiilikuituvahvistetun polymeerin ominaisuudet
(1) Korkea lujuus ja hyvä joustavuus.
Hiilikuitujen spesifinen lujuus (eli vetolujuus tiheyteen) on 6 -kertainen teräksen ja 17 -kertaisen alumiinin vahvuus.Erityinen moduuli (toisin sanoen Youngin moduulin tiheyteen, joka on merkki esineen joustavuudesta) on yli 3 kertaa teräksen tai alumiinin.
Korkealla erityisellä lujuudella se voi kantaa suuren työkuorman.Sen suurin työpaine voi saavuttaa 350 kg/cm2.Lisäksi se on puristuvampi ja joustavampi kuin puhdas F-4 ja sen puno.
(2) Hyvä väsymiskestävyys ja kulutusvastus.
Sen väsymiskestävyys on paljon korkeampi kuin epoksihartsin ja korkeampi kuin metallimateriaalit.Grafiittikuidut ovat itsevoitelua ja niillä on pieni kitkakerroin.Kulutuksen määrä on 5-10 kertaa pienempi kuin yleisissä asbestituotteissa tai F-4-punoksissa.
(3) Hyvä lämmönjohtavuus ja lämmönkestävyys.
Hiilikuituvahvistetuilla muoveilla on hyvä lämmönjohtavuus, ja kitkan tuottama lämpö häviää helposti.Sisustus ei ole helppoa ylikuumentua ja säilyttää lämpöä, ja sitä voidaan käyttää dynaamisena tiivistysmateriaalina.Ilmassa se voi toimia vakaasti lämpötila -alueella -120 ~ 350 ° C.Hiilikuidun alkalimetallipitoisuuden vähentämisen myötä huoltolämpötilaa voidaan edelleen nostaa.Inertissä kaasussa sen mukautuva lämpötila voi saavuttaa noin 2000 ° C, ja se kestää teräviä muutoksia kylmässä ja lämmössä.
(4) Hyvä tärinävastus.
Ei ole helppo resonoida tai räpyttää, ja se on myös erinomainen materiaali värähtelyn vähentämiseen ja melun vähentämiseen.
CFRP: n edut
1. Kevyt
Perinteiset lasikuituvahvistetut muovit käyttävät jatkuvia lasikuituja ja 70% lasikuituja (lasin paino/kokonaispaino), ja niiden tiheys on tyypillisesti 0,065 kiloa kuutiometriä kohti.CFRP -komposiitin, jolla on sama 70 -prosenttinen kuitupaino, on tyypillisesti tiheys 0,055 kiloa kuutiometriä kohti.
2. Suuri lujuus
Vaikka hiilikuituvahvistetut polymeerit ovat kevyitä, CFRP -komposiiteilla on suurempi lujuus ja suurempi jäykkyys painoa kohti kuin lasikuitukomposiitit.Metallimateriaaliin verrattuna tämä etu on selvempi.
CFRP: n haitat
1. Korkeat kustannukset
Hiilikuituvahvisteisen muovin tuotantokustannukset ovat kohtuuttomat.Hiilikuitujen hinnat voivat vaihdella dramaattisesti nykyisten markkinaolosuhteiden (tarjonnan ja kysynnän), hiilikuitutyypin (ilmailu- ja kaupallisen luokan) ja kuitukimpun koon mukaan.Neitsythiilikuitu voi olla 5-25 kertaa kalliimpaa kuin lasikuitu.Tämä ero on vielä suurempi, kun verrataan terästä CFRP:hen.
2. Johtavuus
Tämä on hiilikuitukomposiittimateriaalien etu ja haitta.Se riippuu sovelluksesta.Hiilikuidut ovat erittäin johtavia ja lasikuidut eristävät.Monet tuotteet käyttävät lasikuitua hiilikuidun tai metallin sijasta, koska ne vaativat tiukan eristyksen.Apuohjelmien tuotannossa monet tuotteet vaativat lasikuitujen käytön.
Hiilikuituvahvistettu muovikäyttö
TheHiilikuituvahvistetun polymeerin levityksetovat elämässä leveitä, mekaanisista osista sotilasmateriaaleihin.
(1)sulkupakkauksena
Hiilikuituvahvistettua PTFE-materiaalia voidaan valmistaa korroosionkestäväksi, kulutuskestäväksi ja korkean lämpötilan kestäviksi tiivistysrenkaisille tai pakkaamiseksi.Staattiseen tiivistymiseen käytettynä käyttöikä on pidempi, yli 10 kertaa pidempi kuin yleinen öljy-upotettu asbestipakkaus.Se voi ylläpitää tiivistystehokkuutta kuormitusmuutoksilla ja nopea jäähdytys ja nopea lämmitys.Ja koska materiaali ei sisällä syövyttäviä aineita, metallissa ei tapahdu korroosiota.
(2)hiontaosina
Hyödyntämällä itsevoitelevia ominaisuuksiaan sitä voidaan käyttää laakereina, vaihdeina ja männänrenkaina erityistarkoituksiin.Kuten öljyvapaita voiteltuja laakereita ilmailuinstrumentteille ja nauhurit, öljytöntä voiteltua hammaspyörää sähkövaihteistolle dieselvetureille (öljyvuotojen aiheuttamien onnettomuuksien välttämiseksi), öljyvapaat voidelatut mäntärenkaat kompressoreilla jne. Lisäksi se voi myös käytetään myös liukuina laakereina tai tiivisteinä elintarvike- ja lääketeollisuudessa hyödyntämällä sen myrkyttömiä ominaisuuksia.
(3) ilmailu-, ilmailun ja ohjusten rakenteellisina materiaaleina.Sitä käytettiin ensin lentokoneiden valmistuksessa lentokoneen painon vähentämiseksi ja lentotehokkuuden parantamiseksi.Sitä käytetään myös kemian-, öljy-, sähkö-, kone- ja muilla teollisuudenaloilla pyörivänä tai edestakaisin liikkuvana dynaamisena tiivisteenä tai erilaisina staattisina tiivistemateriaaleina.
Zhengxi on ammattilainenHydraulinen lehdistötehdas Kiinassa, tarjota korkean Quliatykomposiitti hydraulinen puristinCFRP -tuotteiden muodostamiseksi.
Postitusaika: 25.5.2023
