Uz kontinuirani razvoj kompozitnih materijala, osim plastike ojačanih staklenim vlaknima, pojavili su se plastika ojačana ugljičnim vlaknima, plastika ojačana od borbenih vlakana itd.Polimer ojačan ugljičnim vlaknimaKompoziti (CFRP) su lagani i snažni materijali koji se koriste za proizvodnju mnogih proizvoda koje koristimo u svakodnevnom životu.To je izraz koji se koristi za opisivanje kompozitnih materijala ojačanih vlaknima koji koriste ugljična vlakna kao glavnu strukturnu komponentu.
Tablica sadržaja:
1. Polimerna struktura ojačana ugljičnim vlaknima
2. Metoda oblikovanja plastike ojačane ugljičnim vlaknima
3. Svojstva polimera ojačanog ugljičnim vlaknima
4. Prednosti CFRP -a
5. Nedostaci CFRP -a
6. Upotreba ojačana ugljičnim vlaknima
Polimerna struktura ojačana ugljičnim vlaknima
Promjer karbonskih vlakana je izuzetno tanak, oko 7 mikrona, ali je njegova čvrstoća izuzetno velika.
Najosnovnija sastavna jedinica kompozitnog materijala ojačanog ugljičnim vlaknima je filament od ugljičnih vlakana.Osnovna sirovina ugljičnog filamenta je predpolimer poliakrilonitril (PAN), rajon ili naftna smola.Ugljične niti se zatim kemijskim i mehaničkim metodama izrađuju u tkanine od ugljičnih vlakana za dijelove od ugljičnih vlakana.
Vezivni polimer je obično termoreaktivna smola kao što je epoksid.Ponekad se koriste i drugi duroplasti ili termoplastični polimeri, poput polivinil acetata ili najlona.Osim karbonskih vlakana, kompoziti mogu sadržavati i aramid Q, polietilen ultravisoke molekularne mase, aluminijska ili staklena vlakna.Na svojstva konačnog proizvoda od ugljičnih vlakana može utjecati i vrsta aditiva unesenih u veznu matricu.
Metoda oblikovanja plastike ojačane ugljičnim vlaknima
Proizvodi od karbonskih vlakana uglavnom se razlikuju zbog različitih procesa.Postoje mnoge metode za izradu polimernih materijala ojačanih ugljičnim vlaknima.
1. Metoda ručnog postavljanja
Podijeljeno na suhu metodu (unaprijed pripremljena trgovina) i mokro metodu (vlaknasta tkanina i smola zalijepljena za upotrebu).Ručno postavljanje također se koristi za pripremu prepega za upotrebu u sekundarnim postupcima oblikovanja, kao što je kompresijska oblikovanja.Ova metoda je mjesto gdje su plahte od krpe od karbonskih vlakana laminirani na kalupu kako bi tvorili konačni proizvod.Svojstva čvrstoće i krutosti rezultirajućeg materijala optimiziraju se odabirom poravnanja i tkanja vlakana tkanina.Kalup se zatim napuni epoksidom i izliječi toplinom ili zrakom.Ova metoda proizvodnje često se koristi za dijelove koji nisu pod stresom, poput poklopca motora.
2. Metoda formiranja vakuuma
Za laminirani predpreg potrebno je vršiti pritisak kroz određeni postupak kako bi ga učinio blizu kalupa i izliječio ga i oblikovao pod određenom temperaturom i tlakom.Metoda vakuumske vrećice koristi vakuumsku pumpu za evakuaciju unutrašnjosti vrećice za formiranje, tako da negativni tlak između vrećice i kalupa tvori tlak tako da kompozitni materijal bude blizu kalupa.
Na temelju metode vakuumske vrećice kasnije je izvedena metoda oblikovanja vakuumske vrećice-autoklava.Autoklavi osiguravaju viši tlak i toplinu stvrdnjavaju dio (umjesto prirodnog stvrdnjavanja) nego metode koje se koriste samo vakuumskom vrećicom.Zapravo, postupak vakuumskog pakiranja u vrećice sličan je postupku lijepljenja folije za mobitel.
3. Metoda kompresije oblikovanja
Kompresija oblikovanjeje metoda kalupljenja koja pogoduje masovnoj proizvodnji i masovnoj proizvodnji.Kalupi se obično izrađuju od gornjeg i donjeg dijela, koje nazivamo muški kalup i ženski kalup.Međutim, ova metoda ima veću početnu cijenu od prethodnih, budući da kalup zahtijeva vrlo preciznu CNC obradu.
4. Namotavanje oblikovanja
Za dijelove sa složenim oblicima ili u obliku revolucije, namotavanje niti može se koristiti za izradu dijela namotavanjem filamenta na mandiju ili jezgri.Nakon završetka namota i uklanjanja mandata.Na primjer, tubularne spojeve koje se koriste u sustavima ovjesa mogu se izraditi ovom metodom.
5. Oblučivanje za prijenos smole
Oblikovanje za prijenos smole (RTM) relativno je popularna metoda lijevanja.Njegovi osnovni koraci su:
1. Stavite pripremljenu tkaninu od ugljičnih vlakana u kalup i zatvorite kalup.
2. U njega ubrizgajte tekuću termoreaktivnu smolu, impregnirajte materijal za ojačanje i očvrsnite.
Svojstva polimera ojačanog ugljičnim vlaknima
(1) Visoka čvrstoća i dobra elastičnost.
Specifična čvrstoća (to jest omjer vlačne čvrstoće i gustoće) ugljičnih vlakana je 6 puta veća od čelika i 17 puta veća od aluminija.Specifični modul (to jest, omjer Youngovog modula i gustoće, što je znak elastičnosti objekta) više je od 3 puta više od čelika ili aluminija.
Uz visoku specifičnu čvrstoću, može podnijeti veliko radno opterećenje.Njegov maksimalni radni tlak može doseći 350 kg/cm2.Osim toga, komprimilniji je i otporniji od čistog F-4 i njegove pletenice.
(2) Dobar otpor umora i otpornost na habanje.
Njegova otpornost na umor mnogo je veća od one epoksidne smole i veća od metalnih materijala.Grafitna vlakna su samo-podmaziva i imaju mali koeficijent trenja.Količina habanja je 5-10 puta manja od one općih azbestnih proizvoda ili pletenica F-4.
(3) Dobra toplinska vodljivost i toplinski otpor.
Plastika ojačana ugljičnim vlaknima ima dobru toplinsku vodljivost, a toplina nastala trenjem lako se rasipa.Unutrašnjost nije lako pregrijavati i pohraniti toplinu i može se koristiti kao dinamični brtveni materijal.U zraku može raditi stabilno u temperaturnom rasponu od -120 ~ 350 ° C.S smanjenjem sadržaja alkalnog metala u karbonskim vlaknima, servisna temperatura može se dodatno povećati.U inertnom plinu njegova prilagodljiva temperatura može doseći oko 2000 ° C i može izdržati oštre promjene hladnoće i topline.
(4) Dobar otpor vibracije.
Nije lako rezonirati ili lepršati, a također je izvrstan materijal za smanjenje vibracija i buke.
Prednosti CFRP -a
1. Mala težina
Tradicionalna plastika ojačana staklenim vlaknima koristi kontinuirana staklena vlakna i 70% staklena vlakna (staklena težina/ukupna težina) i obično imaju gustoću od 0,065 kilograma po kubičnom inču.CFRP kompozit s istom težinom od 70% vlakana obično ima gustoću od 0,055 funti po kubnom inču.
2. Visoka čvrstoća
U usporedbi s metalnim materijalima, ova prednost je očiglednija.
Nedostaci CFRP-a
1. Visoki troškovi
Proizvodni troškovi plastike ojačane ugljičnim vlaknima su zabranjeni.Cijene ugljičnih vlakana mogu se dramatično razlikovati ovisno o trenutnim tržišnim uvjetima (ponuda i potražnja), vrsti ugljičnih vlakana (zrakoplovna i komercijalna ocjena) i veličini snopa vlakana.Na osnovi kilograma za kilogram, djevičanska ugljična vlakna mogu biti 5 do 25 puta skuplja od staklenih vlakana.Ova je razlika još veća kada uspoređujete čelik s CFRP -om.
2. Vodljivost
To je prednost i nedostatak kompozitnih materijala od ugljičnih vlakana.Ovisi o prijavi.Ugljična vlakna su izuzetno vodljiva, a staklena vlakna izolirajuća.Mnogi proizvodi koriste stakloplastike umjesto ugljičnih vlakana ili metala jer zahtijevaju strogu izolaciju.U proizvodnji komunalnih proizvoda mnogi proizvodi zahtijevaju upotrebu staklenih vlakana.
Plastična upotreba ojačana ugljičnim vlaknima
ThePrimjene polimera ojačanog ugljičnim vlaknimaširoki su u životu, od mehaničkih dijelova do vojnih materijala.
(1)kao brtvljenje pakiranja
PTFE materijal ojačan od ugljičnih vlakana može se pretvoriti u koroziju otporan na koroziju, otporan na habanje i brtvene prstenove ili pakiranje visoke temperature.Kada se koristi za statičko brtvljenje, radni vijek je duži, više od 10 puta duži od općeg pakiranja azbesta s azbestom.Može održavati performanse brtvljenja u promjenama opterećenja i brzog hlađenja i brzog grijanja.A budući da materijal ne sadrži korozivne tvari, na metalu se neće pojaviti korozija.
(2)kao brusni dijelovi
Koristeći svoja svojstva samo-podmazivanja, može se koristiti kao ležajevi, zupčanici i klipni prstenovi u posebne svrhe.Kao što su podmazani ležajevi za zrakoplovne instrumente i vrpce bez podmaza, podmazani zupčanici bez ulja za električni prijenos dizelskih lokomotiva (kako bi se izbjegle nesreće uzrokovane curenjem ulja), podmazani klipni prstenovi bez ulja na kompresorima itd. Također se koristi kao klizni ležajevi ili brtve u hrani i farmaceutskoj industriji koristeći njegove netoksične karakteristike.
(3) kao strukturni materijali za zrakoplovstvo, zrakoplovstvo i rakete.Prvo se koristila u proizvodnji zrakoplova kako bi se smanjila težina zrakoplova i poboljšala učinkovitost leta.Također se koristi u kemijskoj, naftnoj, električnoj energiji, strojevima i drugim industrijama kao rotacijski ili uzvratni dinamički brtvi ili različiti materijali za statički brtvi.
Zhengxi je profesionalactvornica hidrauličke tiskove u Kini, pružajući visoko-QuliatyKompozitna hidraulička prešaza formiranje CFRP proizvoda.
Vrijeme objave: 25. svibnja 2023
