Mei de trochgeande ûntwikkeling fan gearstalde materialen binne, neist glêstriedfersterke plestik, koalstofvezelfersterke plestik, boorvezelfersterke plestik, ensfh. ferskynd. Koalstofvezelfersterke polymeerkompositen (CFRP) binne lichtgewicht en sterke materialen dy't brûkt wurde om in protte produkten te meitsjen dy't wy yn ús deistich libben brûke. It is in term dy't brûkt wurdt om glêstriedfersterke gearstalde materialen te beskriuwen dy't koalstofvezels as it wichtichste strukturele komponint brûke.
Ynhâldsopjefte:
1. Koalstoffiber fersterke polymeerstruktuer
2. De foarmmetoade fan koalstoffiberfersterke plestik
3. Eigenskippen fan koalstoffiberfersterke polymeer
4. Foardielen fan CFRP
5. Neidielen fan CFRP
6. Gebrûk fan koalstofvezelfersterke plestik
Koalstoffiber fersterke polymeerstruktuer
Koalstofvezelfersterke plestik is in materiaal dat foarme wurdt troch koalstofvezelmaterialen yn in bepaalde rjochting te pleatsen en gebrûk te meitsjen fan bondele polymeermaterialen. De diameter fan koalstofvezel is ekstreem tin, sawat 7 mikron, mar syn sterkte is ekstreem heech.
De meast basale gearstalling fan koalstofvezelfersterke kompositmateriaal is koalstofvezelfilament. De basisgrûnstof fan koalstoffilament is prepolymeer polyacrylonitril (PAN), rayon, of petroleumpek. De koalstoffilamenten wurde dan troch gemyske en meganyske metoaden makke ta koalstofvezelstoffen foar koalstofvezelûnderdielen.
It binende polymeer is meastentiids in thermohardende hars lykas epoksy. Oare thermohardende of termoplastyske polymeren wurde soms brûkt, lykas polyvinylacetaat of nylon. Neist koalstofvezels kinne kompositen ek aramide Q, polyetyleen mei ultraheech molekulêr gewicht, aluminium of glêsfezels befetsje. De eigenskippen fan it definitive koalstofvezelprodukt kinne ek beynfloede wurde troch it type tafoegings dat yn 'e bondingmatrix ynfierd wurdt.
De foarmmetoade fan koalstoffiberfersterke plestik
Produkten fan koalstofvezels binne benammen oars fanwegen ferskillende prosessen. Der binne in soad metoaden foar it foarmjen fan koalstofvezelfersterke polymeermaterialen.
1. Hânoplegmetoade
Ferdield yn 'e droege metoade (foarôf taret wurkpleats) en de wiete metoade (faserstof en hars lijmd foar gebrûk). Hânoplizzen wurdt ek brûkt om prepregs ta te rieden foar gebrûk yn sekundêre foarmjouwingsprosessen lykas kompresjefoarmjen. By dizze metoade wurde platen fan koalstoffaserstof laminearre op in mal om it einprodukt te foarmjen. De sterkte- en stivenseigenskippen fan it resultearjende materiaal wurde optimalisearre troch de útrjochting en weefwize fan 'e stofvezels te selektearjen. De mal wurdt dan fol mei epoksy en úthard mei waarmte of loft. Dizze produksjemetoade wurdt faak brûkt foar net-belaste ûnderdielen, lykas motordeksels.
2. Fakuümfoarmingsmetoade
Foar de laminearre prepreg is it nedich om druk út te oefenjen fia in bepaald proses om it ticht by de mal te meitsjen en it te útharden en te foarmjen ûnder in bepaalde temperatuer en druk. De fakuümsekmetoade brûkt in fakuümpomp om de binnenkant fan 'e foarmsek te evakuearjen, sadat de negative druk tusken de sek en de mal in druk foarmet, sadat it gearstalde materiaal ticht by de mal is.
Op basis fan 'e fakuümsekmetoade waard letter de fakuümsek-autoklaaffoarmingsmetoade ôflaat. Autoklaven leverje hegere druk en waarmte-útharding fan it ûnderdiel (ynstee fan natuerlik útharden) as allinich fakuümsekmetoaden. Sa'n ûnderdiel hat in kompaktere struktuer, bettere oerflakkwaliteit, kin effektyf luchtbellen eliminearje (bellen sille de sterkte fan it ûnderdiel sterk beynfloedzje), en de algemiene kwaliteit is heger. Eins is it proses fan fakuümsekken fergelykber mei dat fan it plakken fan mobile tillefoanfilm. It eliminearjen fan luchtbellen is in wichtige taak.
3. Kompresjefoarmmetoade
Kompresjefoarmjenis in foarmmetoade dy't geunstich is foar massaproduksje en massaproduksje. Mallen wurde meastentiids makke fan boppeste en ûnderste dielen, dy't wy in manlike mal en in froulike mal neame. It foarmproses is om de mat makke fan prepregs yn 'e metalen tsjinmal te pleatsen, en ûnder de ynfloed fan in bepaalde temperatuer en druk wurdt de mat ferwaarme en plastifisearre yn 'e malholte, streamt ûnder druk, en follet de malholte, en dan En foarmjaan en útharden om produkten te krijen. Dizze metoade hat lykwols hegere ynisjele kosten as de foarige, om't de mal heul presys CNC-ferwurking fereasket.
4. Windende foarmjouwing
Foar ûnderdielen mei komplekse foarmen of yn 'e foarm fan in rotaasjelichem, kin in filamentwikkelder brûkt wurde om it ûnderdiel te meitsjen troch de filament op in trochn of kearn te wikkeljen. Nei it folslein útharden fan it wikkeljen, ferwiderje de trochn. Bygelyks, buisfoarmige gewrichtsarmen dy't brûkt wurde yn ophingsystemen kinne mei dizze metoade makke wurde.
5. Hars Oerdrachtfoarmjen
Resin transfer molding (RTM) is in relatyf populêre foarmingsmetoade. De basisstappen binne:
1. Plak de tariede minne koalstoffiberstof yn 'e mal en slút de mal.
2. Spuit floeibere thermohardende hars deryn, impregnearje it fersterkjende materiaal en útharde.
Eigenskippen fan koalstoffiberfersterke polymeer
(1) Hege sterkte en goede elastisiteit.
De spesifike sterkte (dat is, de ferhâlding fan treksterkte ta tichtens) fan koalstofvezel is 6 kear dy fan stiel en 17 kear dy fan aluminium. De spesifike modulus (dat is, de ferhâlding fan Young's modulus ta tichtens, dy't in teken is fan 'e elastisiteit fan in objekt) is mear as 3 kear dy fan stiel of aluminium.
Mei hege spesifike sterkte kin it in grutte wurkdruk ferneare. De maksimale wurkdruk kin 350 kg/cm2 berikke. Derneist is it mear kompressibel en fearkrêftich as suvere F-4 en syn flecht.
(2) Goede wurgensresistinsje en wearzeresistinsje.
De wurgensresistinsje is folle heger as dy fan epoxyhars en heger as dy fan metalen materialen. Grafytvezels binne selssmerend en hawwe in lytse wriuwingskoëffisjint. De hoemannichte slijtage is 5-10 kear lytser as dy fan algemiene asbestprodukten of F-4-flechten.
(3) Goede termyske geliedingsfermogen en waarmtebestriding.
Mei koalstofvezel fersterke plestik hat in goede termyske geliedingsfermogen, en de waarmte dy't troch wriuwing ûntstiet, wurdt maklik ôffierd. De binnenkant is net maklik te oerferhitten en waarmte op te slaan en kin brûkt wurde as in dynamysk ôfslutingsmateriaal. Yn 'e loft kin it stabyl wurkje yn it temperatuerberik fan -120~350°C. Mei de fermindering fan it alkalimetaalgehalte yn koalstofvezel kin de tsjinsttemperatuer fierder ferhege wurde. Yn in inert gas kin de oanpasbere temperatuer sawat 2000°C berikke, en it kin skerpe feroaringen yn kjeld en waarmte wjerstean.
(4) Goede trillingsbestriding.
It is net maklik om te resonearjen of te fladderjen, en it is ek in poerbêst materiaal foar trillingsreduksje en lûdsreduksje.
Foardielen fan CFRP
1. Lichtgewicht
Tradisjonele glêstriedfersterke plestiks brûke trochgeande glêstrieds en 70% glêstrieds (glêsgewicht/totaalgewicht) en hawwe typysk in tichtens fan 0,065 pûn per kubike inch. In CFRP-komposit mei itselde glêstriedgewicht fan 70% hat typysk in tichtens fan 0,055 pûn per kubike inch.
2. Hege sterkte
Hoewol koalstoffiberfersterke polymearen lichtgewicht binne, hawwe CFRP-kompositen in hegere sterkte en in hegere stivens per gewichtseenheid as glêsfezelkompositen. Yn ferliking mei metalen materialen is dit foardiel dúdliker.
Neidielen fan CFRP
1. Hege kosten
De produksjekosten fan koalstofvezelfersterke plestik binne ûnbetelber. De prizen fan koalstofvezels kinne dramatysk ferskille ôfhinklik fan 'e hjoeddeistige merkomstannichheden (fraach en oanbod), it type koalstofvezel (loftfeart vs. kommersjele kwaliteit), en de grutte fan 'e glêstriedbondel. Op in pûn-foar-pûn basis kin virgin koalstofvezel 5 oant 25 kear djoerder wêze as glêstried. Dit ferskil is noch grutter as stiel fergelike wurdt mei CFRP.
2. Geliedingsfermogen
Dit is it foardiel en it neidiel fan koalstoffiberkompositmaterialen. It hinget ôf fan 'e tapassing. Koalstoffibers binne ekstreem geleidend en glêsfibers binne isolearjend. In protte produkten brûke glêsfiber ynstee fan koalstoffiber of metaal, om't se strange isolaasje nedich binne. By de produksje fan nutsbedriuwen fereaskje in protte produkten it gebrûk fan glêsfibers.
Gebrûk fan koalstofvezelfersterke plestik
De tapassingen fan koalstoffiberfersterke polymeer binne breed, fan meganyske ûnderdielen oant militêre materialen.
(1)as fersegeling fan ferpakking
PTFE-materiaal fersterke mei koalstofvezels kin makke wurde ta korrosjebestindige, slijtvaste en hege-temperatuerbestindige ôfslutingsringen of pakkingen. As it brûkt wurdt foar statyske ôfsluting, is de libbensdoer langer, mear as 10 kear langer as dy fan algemiene oalje-ûnderdompele asbestpakkingen. It kin de ôfslutingsprestaasjes behâlde ûnder feroarings yn lading en rappe koeling en rappe ferwaarming. En om't it materiaal gjin korrosive stoffen befettet, sil der gjin putkorrosje op it metaal foarkomme.
(2)as slypûnderdielen
Troch syn selssmerende eigenskippen kin it brûkt wurde as lagers, tandwielen en pistonringen foar spesjale doelen. Lykas oaljefrije smeerde lagers foar loftfeartynstruminten en bânrecorders, oaljefrije smeerde tandwielen foar elektryske transmissie-diesellokomotiven (om ûngemakken feroarsake troch oaljelekkage te foarkommen), oaljefrije smeerde pistonringen op kompressors, ensfh. Derneist kin it ek brûkt wurde as glidelagers of ôfslutingen yn 'e fiedings- en farmaseutyske yndustry troch gebrûk te meitsjen fan syn net-giftige eigenskippen.
(3) As strukturele materialen foar romtefeart, loftfeart en raketten. It waard earst brûkt yn fleantúchproduksje om it gewicht fan it fleantúch te ferminderjen en de flechteffisjinsje te ferbetterjen. It wurdt ek brûkt yn gemyske, petroleum, elektryske enerzjy, masines en oare yndustryen as in rotearjende of heen en wer geanende dynamyske seal of ferskate statyske sealmaterialen.
Zhengxi is in profesjoneelhydraulyske parsefabryk yn Sina, it leverjen fan hege kwaliteitgearstalde hydraulyske parsefoar it foarmjen fan CFRP-produkten.
Pleatsingstiid: 25 maaie 2023
