עם התפתחות רציפה של חומרים מורכבים, בנוסף לפלסטיקה מחוזקת סיבי זכוכית, הופיעו פלסטיקה מחוזקת סיבי פחמן, פלסטיקה מחוזקת סיבים בורון וכו '.פולימר מחוזק בסיבי פחמןחומרים מרוכבים (CFRP) הם חומרים קלים וחזקים המשמשים לייצור מוצרים רבים שבהם אנו משתמשים בחיי היומיום שלנו.זהו מונח המשמש לתיאור חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים המשתמשים בסיבי פחמן כמרכיב המבני העיקרי.
תוכן ענינים:
2. שיטת הדפוס של פלסטיק מחוזק סיבי פחמן
3. מאפיינים של פולימר מחוזק בסיבי פחמן
4. יתרונות CFRP
5. חסרונות של CFRP
מבנה פולימרי מחוזק בסיבי פחמן
פלסטיק מחוזק בסיבי פחמן הוא חומר שנוצר על ידי סידור חומרי סיבי פחמן בכיוון מסוים ושימוש בחומרים פולימריים מלוכדים.קוטר סיבי הפחמן דק ביותר, בערך 7 מיקרון, אך כוחו גבוה במיוחד.
היחידה המרכיבה הבסיסית ביותר של חומר מורכב מחוזק סיבי פחמן היא נימה סיבי פחמן.חומר הגלם הבסיסי של נימת פחמן הוא polyacrylonitrile prepolymer (PAN), Rayon או Petroleum Pitch.לאחר מכן נעשה חוטי הפחמן לבדי סיבי פחמן בשיטות כימיות ומכניות לחלקים של סיבי פחמן.
בנוסף לסיבי פחמן, מרוכבים יכולים להכיל גם Q Q, פוליאתילן משקל מולקולרי גבוה במיוחד, אלומיניום או סיבי זכוכית.המאפיינים של המוצר הסופי של סיבי הפחמן יכולים להיות מושפעים גם מסוג התוספים שהוכנסו למטריצת המליטה.
מוצרי סיבי פחמן שונים בעיקר בגלל תהליכים שונים.ישנן שיטות רבות ליצירת חומרי פולימר מחוזקים של סיבי פחמן.
1. שיטת הנחת יד
תכונות החוזק והקשיחות של החומר המתקבל מותאמות על ידי בחירת היישור והארוג של סיבי הבד.לאחר מכן התבנית מתמלאת באפוקסי ונרפאת בחום או באוויר.שיטת ייצור זו משמשת לרוב לחלקים שאינם לחוצים, כמו כיסויי מנוע.
2. שיטת גיבוש ואקום
עבור ה- PrepReg למינציה, יש צורך להפעיל לחץ באמצעות תהליך מסוים כדי להפוך אותו קרוב לתבנית ולרפא ולעצב אותו בטמפרטורה ולחץ מסוימים.שיטת שקית הוואקום משתמשת במשאבת ואקום כדי לפנות את החלק הפנימי של שקית היוצרים כך שהלחץ השלילי בין השקית לתבנית יוצר לחץ כך שהחומר המורכב יהיה קרוב לתבנית.
על בסיס שיטת תיק הוואקום, שיטת גיבוש שקית הוואקום נשקרה מאוחר יותר.חלבונים אוטומטיים מספקים לחצים גבוהים יותר ומרפאים את החלק (במקום ריפוי טבעי) מאשר שיטות לשקית ואקום בלבד.לחלק כזה יש מבנה קומפקטי יותר, איכות פני השטח טובה יותר, יכול למעשה לחסל בועות אוויר (בועות ישפיעו מאוד על חוזק החלק), והאיכות הכללית גבוהה יותר.למעשה, תהליך שקית האבק דומה לזו של הדבקת סרטי טלפון נייד.
דפוס דחיסהתהליך היציקה הוא להכניס את המחצלת העשויה מ-prepregs לתוך תבנית הנגד המתכת, ותחת פעולה של טמפרטורה ולחץ מסוימים, המחצלת מחוממת ומתפלסטיק בחלל התבנית, זורמת בלחץ וממלאת את חלל התבנית, ולאחר מכן. And molding and curing to obtain products.עם זאת, לשיטה זו יש עלות ראשונית גבוהה יותר מהקודמים, מכיוון שהתבנית דורשת עיבוד CNC בעל דיוק גבוה מאוד.
4. דפוס מפותל
עבור חלקים בעלי צורות מורכבות או בצורת גוף של מהפכה, ניתן להשתמש במתפת נימה לייצור החלק על ידי פיתול החוט על ציר או ליבה.
דפוס העברת שרף (RTM) הוא שיטת דפוס פופולרית יחסית.הצעדים הבסיסיים שלה הם:
2. הזרקו לתוכו שרף תרמו -נוזלי נוזלי, הספוג את חומר החיזוק והתרפא.
(1) חוזק גבוה וגמישות טובה.
החוזק הספציפי (כלומר, היחס בין חוזק מתיחה לצפיפות) של סיבי פחמן הוא פי 6 של פלדה ופי 17 מאלומיניום.המודול הספציפי (כלומר, היחס בין מודול יאנג לצפיפות, שהוא סימן לגמישות של עצם) הוא יותר מפי 3 מזה של פלדה או אלומיניום.
לחץ העבודה המרבי שלו יכול להגיע ל -350 ק"ג/ס"מ.בנוסף, הוא דחוס וגמיש יותר מ- F-4 טהור וצמתה.
עמידות העייפות שלה גבוהה בהרבה מזו של שרף אפוקסי וגבוה מזה של חומרי מתכת.סיבי גרפיט הם סיכה עצמית ויש להם מקדם חיכוך קטן.כמות השחיקה קטנה פי 5-10 מזו של מוצרי אסבסט כלליים או צמות F-4.
(3) מוליכות תרמית טובה ועמידות לחום.
פלסטיקה מחוזקת של סיבי פחמן יש מוליכות תרמית טובה, והחום שנוצר על ידי חיכוך מתפזר בקלות.הפנים לא קל להתחמם יתר על המידה ולאחסון חום ויכול לשמש כחומר איטום דינאמי.באוויר הוא יכול לעבוד יציב בטווח הטמפרטורות של -120 ~ 350 מעלות צלזיוס.עם הפחתת תכולת המתכת האלקלית בסיבי פחמן, טמפרטורת השירות עשויה להיות מוגברת עוד יותר.
לא קל להדהד או לרפרף, וזה גם חומר מצוין להפחתת רטט והפחתת רעש.
1. משקל קל
פלסטיקה מחוזקת של סיבי זכוכית מסורתיים משתמשים בסיבי זכוכית רציפים וב -70% סיבי זכוכית (משקל זכוכית/משקל כולל) ובדרך כלל הם בעלי צפיפות של 0.065 פאונד לאינץ 'מעוקב.
2. חוזק גבוה
למרות שפולימרים מחוזקים בסיבי פחמן הם קלים משקל, לחומרים מרוכבים CFRP יש חוזק גבוה יותר וקשיחות גבוהה יותר ליחידת משקל מאשר לחומרים מרוכבים של סיבי זכוכית.בהשוואה לחומרי מתכת, יתרון זה ברור יותר.
חסרונות של CFRP
1. עלות גבוהה
עלות הייצור של פלסטיק מחוזק סיבי פחמן אוסרת.מחירי סיבי הפחמן יכולים להשתנות באופן דרמטי בהתאם לתנאי השוק הנוכחיים (היצע וביקוש), סוג סיבי הפחמן (Aerospace לעומת ציון מסחרי) וגודל צרור הסיבים.על בסיס קילו לקאונד, סיבי פחמן בתולים יכולים להיות יקרים פי 5 עד 25 מסיבי זכוכית.ההבדל הזה גדול עוד יותר כאשר משווים פלדה ל- CFRP.
2. מוליכות
זהו היתרון והחסרון של חומרים מורכבים של סיבי פחמן.זה תלוי ביישום.סיבי פחמן הם מוליכים במיוחד וסיבי זכוכית מבודדים.מוצרים רבים משתמשים בפיברגלס במקום סיבי פחמן או מתכת מכיוון שהם דורשים בידוד מחמיר.בייצור כלי עזר, מוצרים רבים דורשים שימוש בסיבי זכוכית.
שימושים פלסטיים מחוזקים של סיבי פחמן
ההם רחבים בחיים, מחלקים מכניים לחומרים צבאיים.
(1)כאריזת איטום
ניתן להפוך חומר PTFE מחוזק סיבי פחמן לטבעות איטום עמידות בפני קורוזיה, עמידות בלאי ועמידות בפני טמפרטורה גבוהה.זה יכול לשמור על ביצועי איטום תחת שינויי עומס וקירור מהיר וחימום מהיר.ומכיוון שהחומר אינו מכיל חומרים מאכלים, לא יתרחש קורוזיה בור על המתכת.
(2)כחלקים טחונים
תוך שימוש בתכונות השומן העצמי שלו, הוא יכול לשמש כמסבים, הילוכים וטבעות בוכנה למטרות מיוחדות.כמו מיסבים משומנים ללא שמן למכשירי תעופה ומקליטי קלטת, הילוכים משומנים ללא שמן עבור קטרי דיזל בהילוכים חשמליים (כדי להימנע מהתאונות שנגרמו כתוצאה מדליפת שמן), טבעות בוכנה משומנות ללא שמן על מדחסים וכו '. בנוסף, היא יכולה משמש גם כמיסבים או כלבי ים החלקה בתעשיות המזון והתרופות על ידי ניצול המאפיינים הלא רעילים שלו.
הוא משמש גם בתעשיות כימיות, נפט, חשמל, מכונות ותעשיות אחרות כאטם דינמי סיבובי או הדדי או חומרי איטום סטטיים שונים.
Zhengxi הוא מקצועןמפעל לעיתונות הידראולית בסיןמתן קוליטי גבוהלחץ הידראולי מורכבליצירת מוצרי CFRP.
זמן פרסום: 25 במאי 2023
