ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍជាបន្តបន្ទាប់នៃសម្ភារៈសមាសធាតុ បន្ថែមពីលើផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកញ្ចក់ ផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន ផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃបូរ៉ុន ជាដើម បានលេចចេញមក។ សមាសធាតុប៉ូលីមែរពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន (CFRP) គឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលមានទម្ងន់ស្រាល និងរឹងមាំ ដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីផលិតផលិតផលជាច្រើនដែលយើងប្រើប្រាស់ក្នុងជីវិតប្រចាំថ្ងៃរបស់យើង។ វាគឺជាពាក្យដែលប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីសម្ភារៈសមាសធាតុពង្រឹងដោយជាតិសរសៃ ដែលប្រើជាតិសរសៃកាបូនជាសមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់។
តារាងមាតិកា៖
១. រចនាសម្ព័ន្ធប៉ូលីមែរពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន
2. វិធីសាស្ត្រផលិតផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន
៣. លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប៉ូលីមែរពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
៤. គុណសម្បត្តិនៃ CFRP
៥. គុណវិបត្តិនៃ CFRP
៦. ការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន
រចនាសម្ព័ន្ធប៉ូលីមែរពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន
ផ្លាស្ទិចដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន គឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលបង្កើតឡើងដោយការរៀបចំសម្ភារៈជាតិសរសៃកាបូនក្នុងទិសដៅជាក់លាក់មួយ និងប្រើប្រាស់សម្ភារៈប៉ូលីមែរភ្ជាប់គ្នា។ អង្កត់ផ្ចិតនៃជាតិសរសៃកាបូនគឺស្តើងបំផុត ប្រហែល 7 មីក្រូន ប៉ុន្តែកម្លាំងរបស់វាខ្ពស់ខ្លាំង។
ឯកតាសមាសធាតុមូលដ្ឋានបំផុតនៃសម្ភារៈសមាសធាតុដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូនគឺសរសៃកាបូន។ វត្ថុធាតុដើមមូលដ្ឋាននៃសរសៃកាបូនគឺប៉ូលីអាគ្រីឡូនីទ្រីលប្រេប៉ូលីមែរ (PAN) រ៉ាយ៉ុង ឬជ័រប្រេង។ បន្ទាប់មកសរសៃកាបូនត្រូវបានផលិតទៅជាក្រណាត់ជាតិសរសៃកាបូនដោយវិធីសាស្ត្រគីមី និងមេកានិចសម្រាប់គ្រឿងបន្លាស់ជាតិសរសៃកាបូន។
ប៉ូលីមែរចងជាធម្មតាគឺជាជ័រ thermosetting ដូចជា epoxy។ ប៉ូលីមែរ thermoset ឬ thermoplastic ផ្សេងទៀតជួនកាលត្រូវបានគេប្រើ ដូចជា polyvinyl acetate ឬ nylon។ បន្ថែមពីលើសរសៃកាបូន សមាសធាតុក៏អាចមានផ្ទុក aramid Q ប៉ូលីអេទីឡែនទម្ងន់ម៉ូលេគុលខ្ពស់ខ្លាំង អាលុយមីញ៉ូម ឬសរសៃកញ្ចក់។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃផលិតផលសរសៃកាបូនចុងក្រោយក៏អាចរងផលប៉ះពាល់ដោយប្រភេទនៃសារធាតុបន្ថែមដែលបានបញ្ចូលទៅក្នុងម៉ាទ្រីសចង។
វិធីសាស្ត្រផ្សិតនៃផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
ផលិតផលជាតិសរសៃកាបូនភាគច្រើនខុសគ្នាដោយសារតែដំណើរការផ្សេងៗគ្នា។ មានវិធីសាស្រ្តជាច្រើនសម្រាប់បង្កើតវត្ថុធាតុប៉ូលីមែរដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន។
១. វិធីសាស្ត្រដាក់ដៃឡើងលើ
បែងចែកជាវិធីសាស្ត្រស្ងួត (ហាងដែលរៀបចំជាមុន) និងវិធីសាស្ត្រសើម (ក្រណាត់សរសៃ និងជ័រស្អិតជាប់ដើម្បីប្រើ)។ ការដាក់ដោយដៃក៏ត្រូវបានប្រើដើម្បីរៀបចំសារធាតុត្រៀមសម្រាប់ប្រើក្នុងដំណើរការផ្សិតបន្ទាប់បន្សំដូចជាផ្សិតបង្ហាប់។ វិធីសាស្ត្រនេះគឺជាកន្លែងដែលសន្លឹកក្រណាត់សរសៃកាបូនត្រូវបានលាបលើផ្សិតដើម្បីបង្កើតជាផលិតផលចុងក្រោយ។ លក្ខណៈសម្បត្តិកម្លាំង និងភាពរឹងរបស់សម្ភារៈលទ្ធផលត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងដោយជ្រើសរើសការតម្រឹម និងការត្បាញនៃសរសៃក្រណាត់។ បន្ទាប់មកផ្សិតត្រូវបានបំពេញដោយអេប៉ុកស៊ី ហើយស្ងួតដោយកំដៅ ឬខ្យល់។ វិធីសាស្ត្រផលិតនេះត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់សម្រាប់ផ្នែកដែលមិនមានភាពតានតឹង ដូចជាគម្របម៉ាស៊ីន។
2. វិធីសាស្ត្របង្កើតដោយសុញ្ញកាស
ចំពោះប្រេព្រេកដែលត្រូវបានស្រោបដោយស្រទាប់ស្តើងៗ វាត្រូវការសម្ពាធតាមដំណើរការជាក់លាក់មួយ ដើម្បីធ្វើឱ្យវានៅជិតផ្សិត និងដើម្បីព្យាបាល និងបង្កើតវាក្រោមសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធជាក់លាក់មួយ។ វិធីសាស្ត្រថង់បូមខ្យល់ប្រើស្នប់បូមខ្យល់ដើម្បីបង្ហូរផ្នែកខាងក្នុងនៃថង់បង្កើតចេញ ដូច្នេះសម្ពាធអវិជ្ជមានរវាងថង់ និងផ្សិតបង្កើតជាសម្ពាធ ដូច្នេះសម្ភារៈសមាសធាតុនៅជិតផ្សិត។
ដោយផ្អែកលើវិធីសាស្ត្រថង់បូមធូលី វិធីសាស្ត្របង្កើតថង់បូមធូលី-អូតូក្លេវត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅពេលក្រោយ។ អូតូក្លេវផ្តល់សម្ពាធខ្ពស់ជាង និងព្យាបាលផ្នែកដោយកំដៅ (ជំនួសឱ្យការស្ងួតដោយធម្មជាតិ) ជាងវិធីសាស្ត្រថង់បូមធូលីតែប៉ុណ្ណោះ។ ផ្នែកបែបនេះមានរចនាសម្ព័ន្ធតូចជាងមុន គុណភាពផ្ទៃល្អជាង អាចលុបបំបាត់ពពុះខ្យល់បានយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាព (ពពុះនឹងប៉ះពាល់យ៉ាងខ្លាំងដល់កម្លាំងនៃផ្នែក) ហើយគុណភាពទាំងមូលគឺខ្ពស់ជាង។ តាមពិតទៅ ដំណើរការនៃការដាក់ថង់បូមធូលីគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងការបិទភ្ជាប់ខ្សែភាពយន្តទូរស័ព្ទចល័ត។ ការលុបបំបាត់ពពុះខ្យល់គឺជាកិច្ចការដ៏សំខាន់មួយ។
៣. វិធីសាស្ត្របង្ហាប់ផ្សិត
ការបង្កើតផ្សិតដោយការបង្ហាប់គឺជាវិធីសាស្ត្រផ្សិតដែលអំណោយផលដល់ការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ និងការផលិតទ្រង់ទ្រាយធំ។ ផ្សិតជាធម្មតាត្រូវបានផលិតពីផ្នែកខាងលើ និងខាងក្រោម ដែលយើងហៅថាផ្សិតឈ្មោល និងផ្សិតញី។ ដំណើរការផ្សិតគឺដាក់កម្រាលដែលធ្វើពី prepregs ចូលទៅក្នុងផ្សិតបញ្ជរដែក ហើយក្រោមសកម្មភាពនៃសីតុណ្ហភាព និងសម្ពាធជាក់លាក់ កម្រាលត្រូវបានកំដៅ និងប្លាស្ទិកនៅក្នុងប្រហោងផ្សិត ហូរក្រោមសម្ពាធ ហើយបំពេញប្រហោងផ្សិត ហើយបន្ទាប់មកផ្សិត និងព្យាបាលដើម្បីទទួលបានផលិតផល។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះមានតម្លៃដំបូងខ្ពស់ជាងវិធីសាស្ត្រមុនៗ ដោយសារផ្សិតតម្រូវឱ្យមានការកែច្នៃ CNC ដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។
៤. ការបង្កើតផ្សិតរុំព័ទ្ធ
ចំពោះផ្នែកដែលមានរាងស្មុគស្មាញ ឬមានរាងជាតួនៃការបង្វិល ឧបករណ៍រុំសរសៃអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីធ្វើផ្នែកដោយរុំសរសៃលើម្ជុលឬស្នូល។ បន្ទាប់ពីរុំរួច សូមឲ្យសរសៃរឹងទាំងស្រុង ហើយដកម្ជុលចេញ។ ឧទាហរណ៍ ដៃសន្លាក់បំពង់ដែលប្រើក្នុងប្រព័ន្ធព្យួរអាចត្រូវបានផលិតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រនេះ។
៥. ផ្សិតផ្ទេរជ័រ
ការចាក់ផ្សិតផ្ទេរជ័រ (RTM) គឺជាវិធីសាស្ត្រចាក់ផ្សិតដ៏ពេញនិយមមួយ។ ជំហានមូលដ្ឋានរបស់វាគឺ៖
1. ដាក់ក្រណាត់សរសៃកាបូនដែលខូចដែលបានរៀបចំរួចចូលទៅក្នុងផ្សិត រួចបិទផ្សិតឱ្យជិត។
2. ចាក់ជ័រទែម៉ូសេតរាវចូលទៅក្នុងវា ត្រាំសម្ភារៈពង្រឹង រួចស្ងួត។
លក្ខណៈសម្បត្តិនៃប៉ូលីមែរពង្រឹងជាតិសរសៃកាបូន
(1) កម្លាំងខ្ពស់ និងការបត់បែនល្អ។
កម្លាំងជាក់លាក់ (ពោលគឺសមាមាត្រនៃកម្លាំង tensile ទៅនឹងដង់ស៊ីតេ) នៃជាតិសរសៃកាបូនគឺ 6 ដងនៃដែកថែប និង 17 ដងនៃអាលុយមីញ៉ូម។ ម៉ូឌុលជាក់លាក់ (ពោលគឺសមាមាត្រនៃម៉ូឌុល Young ទៅនឹងដង់ស៊ីតេ ដែលជាសញ្ញានៃភាពយឺតនៃវត្ថុមួយ) គឺច្រើនជាង 3 ដងនៃដែកថែប ឬអាលុយមីញ៉ូម។
ដោយមានកម្លាំងជាក់លាក់ខ្ពស់ វាអាចទ្រទម្ងន់បន្ទុកការងារបានច្រើន។ សម្ពាធការងារអតិបរមារបស់វាអាចឡើងដល់ 350 គីឡូក្រាម/សង់ទីម៉ែត្រគូប។ លើសពីនេះ វាអាចបង្ហាប់បាន និងធន់ជាង F-4 សុទ្ធ និងសរសៃរបស់វា។
(2) ធន់នឹងភាពអស់កម្លាំង និងធន់នឹងការពាក់បានល្អ។
ភាពធន់នឹងភាពអស់កម្លាំងរបស់វាខ្ពស់ជាងជ័រអេផូស៊ី និងខ្ពស់ជាងវត្ថុធាតុលោហៈ។ សរសៃក្រាហ្វីតមានជាតិរំអិលដោយខ្លួនឯង និងមានមេគុណកកិតទាប។ បរិមាណនៃការពាក់គឺតូចជាងផលិតផលអាបស្តូសទូទៅ ឬខ្សែរ F-4 ពី 5-10 ដង។
(3) ចរន្តកំដៅល្អ និងធន់នឹងកំដៅ។
ផ្លាស្ទិចពង្រឹងសរសៃកាបូនមានចរន្តកំដៅល្អ ហើយកំដៅដែលបង្កើតឡើងដោយការកកិតងាយនឹងរលាយបាត់។ ផ្នែកខាងក្នុងមិនងាយឡើងកំដៅខ្លាំងពេក និងរក្សាទុកកំដៅទេ ហើយអាចប្រើជាសម្ភារៈផ្សាភ្ជាប់ថាមវន្ត។ នៅក្នុងខ្យល់ វាអាចដំណើរការបានស្ថិរភាពក្នុងចន្លោះសីតុណ្ហភាព -១២០~៣៥០°C។ ជាមួយនឹងការថយចុះនៃមាតិកាលោហៈអាល់កាឡាំងនៅក្នុងសរសៃកាបូន សីតុណ្ហភាពសេវាកម្មអាចកើនឡើងបន្ថែមទៀត។ នៅក្នុងឧស្ម័នអសកម្ម សីតុណ្ហភាពដែលអាចសម្របខ្លួនបានរបស់វាអាចឡើងដល់ប្រហែល ២០០០°C ហើយវាអាចទប់ទល់នឹងការផ្លាស់ប្តូរយ៉ាងខ្លាំងនៃភាពត្រជាក់ និងកំដៅ។
(4) ធន់នឹងរំញ័រល្អ។
វាមិនងាយស្រួលក្នុងការបន្លឺសំឡេង ឬញ័រទេ ហើយវាក៏ជាវត្ថុធាតុដើមដ៏ល្អឥតខ្ចោះសម្រាប់ការកាត់បន្ថយរំញ័រ និងការកាត់បន្ថយសំឡេងរំខានផងដែរ។
គុណសម្បត្តិនៃ CFRP
១. ទម្ងន់ស្រាល
ផ្លាស្ទិចពង្រឹងជាតិសរសៃកញ្ចក់បែបប្រពៃណីប្រើជាតិសរសៃកញ្ចក់បន្ត និងជាតិសរសៃកញ្ចក់ 70% (ទម្ងន់កញ្ចក់/ទម្ងន់សរុប) ហើយជាធម្មតាមានដង់ស៊ីតេ 0.065 ផោនក្នុងមួយអ៊ីញគូប។ សមាសធាតុ CFRP ដែលមានទម្ងន់ជាតិសរសៃ 70% ដូចគ្នាជាធម្មតាមានដង់ស៊ីតេ 0.055 ផោនក្នុងមួយអ៊ីញគូប។
2. កម្លាំងខ្លាំង
ទោះបីជាប៉ូលីមែរដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូនមានទម្ងន់ស្រាលក៏ដោយ សមាសធាតុ CFRP មានកម្លាំងខ្ពស់ និងភាពរឹងខ្ពស់ជាងក្នុងមួយឯកតាទម្ងន់ជាងសមាសធាតុជាតិសរសៃកញ្ចក់។ បើប្រៀបធៀបជាមួយវត្ថុធាតុលោហៈ គុណសម្បត្តិនេះគឺច្បាស់ជាង។
គុណវិបត្តិនៃ CFRP
១. តម្លៃខ្ពស់
តម្លៃផលិតកម្មផ្លាស្ទិចដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូនគឺខ្ពស់ណាស់។ តម្លៃជាតិសរសៃកាបូនអាចប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងអាស្រ័យលើលក្ខខណ្ឌទីផ្សារបច្ចុប្បន្ន (ការផ្គត់ផ្គង់ និងតម្រូវការ) ប្រភេទនៃជាតិសរសៃកាបូន (ថ្នាក់អាកាសចរណ៍ ធៀបនឹងថ្នាក់ពាណិជ្ជកម្ម) និងទំហំនៃបាច់ជាតិសរសៃ។ លើមូលដ្ឋានផោនសម្រាប់ផោន ជាតិសរសៃកាបូនសុទ្ធអាចមានតម្លៃថ្លៃជាងជាតិសរសៃកញ្ចក់ពី 5 ទៅ 25 ដង។ ភាពខុសគ្នានេះគឺធំជាងនៅពេលប្រៀបធៀបដែកថែបទៅនឹង CFRP។
២. ចរន្តអគ្គិសនី
នេះគឺជាគុណសម្បត្តិ និងគុណវិបត្តិនៃសម្ភារៈសមាសធាតុសរសៃកាបូន។ វាអាស្រ័យលើការអនុវត្ត។ សរសៃកាបូនមានចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ ហើយសរសៃកញ្ចក់មានអ៊ីសូឡង់។ ផលិតផលជាច្រើនប្រើសរសៃកញ្ចក់ជំនួសឱ្យសរសៃកាបូន ឬលោហៈ ពីព្រោះវាត្រូវការអ៊ីសូឡង់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង។ ក្នុងការផលិតឧបករណ៍ប្រើប្រាស់ ផលិតផលជាច្រើនតម្រូវឱ្យប្រើប្រាស់សរសៃកញ្ចក់។
ការប្រើប្រាស់ផ្លាស្ទិចពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូន
ការអនុវត្តនៃប៉ូលីមែរដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូនមានយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងជីវិត ចាប់ពីគ្រឿងបន្លាស់មេកានិចរហូតដល់សម្ភារៈយោធា។
(1)ជាការវេចខ្ចប់ផ្សាភ្ជាប់
សម្ភារៈ PTFE ដែលពង្រឹងដោយជាតិសរសៃកាបូនអាចត្រូវបានផលិតទៅជាចិញ្ចៀនបិទជិត ឬវេចខ្ចប់ដែលធន់នឹងការច្រេះ ធន់នឹងការពាក់ និងធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ នៅពេលប្រើសម្រាប់ការបិទជិតឋិតិវន្ត អាយុកាលសេវាកម្មគឺយូរជាង យូរជាងការវេចខ្ចប់អាបស្តូសដែលជ្រលក់ប្រេងទូទៅជាង 10 ដង។ វាអាចរក្សាបាននូវដំណើរការផ្សាភ្ជាប់ក្រោមការផ្លាស់ប្តូរបន្ទុក និងការត្រជាក់រហ័ស និងកំដៅរហ័ស។ ហើយដោយសារតែសម្ភារៈនេះមិនមានផ្ទុកសារធាតុច្រេះ ការច្រេះប្រហោងនឹងមិនកើតឡើងលើលោហៈនោះទេ។
(២)ជាផ្នែកកិន
ដោយប្រើប្រាស់លក្ខណៈសម្បត្តិរំអិលដោយខ្លួនឯងរបស់វា វាអាចត្រូវបានប្រើជាប៊ែរីង ហ្គែរ និងចិញ្ចៀនពីស្តុងសម្រាប់គោលបំណងពិសេស។ ដូចជាប៊ែរីងដែលមានប្រេងរំអិលសម្រាប់ឧបករណ៍អាកាសចរណ៍ និងម៉ាស៊ីនថតសំឡេង ហ្គែរដែលមានប្រេងរំអិលសម្រាប់ក្បាលរថភ្លើងម៉ាស៊ូតបញ្ជូនអគ្គិសនី (ដើម្បីជៀសវាងគ្រោះថ្នាក់ដែលបណ្តាលមកពីការលេចធ្លាយប្រេង) ចិញ្ចៀនពីស្តុងដែលមានប្រេងរំអិលនៅលើម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ជាដើម។ លើសពីនេះ វាក៏អាចត្រូវបានប្រើជាប៊ែរីងរអិល ឬត្រានៅក្នុងឧស្សាហកម្មម្ហូបអាហារ និងឱសថដោយទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីលក្ខណៈមិនពុលរបស់វា។
(3) ជាសម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់អវកាសយានិក អាកាសចរណ៍ និងមីស៊ីល។ វាត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាលើកដំបូងក្នុងការផលិតយន្តហោះ ដើម្បីកាត់បន្ថយទម្ងន់យន្តហោះ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពហោះហើរ។ វាក៏ត្រូវបានគេប្រើនៅក្នុងឧស្សាហកម្មគីមី ប្រេងកាត ថាមពលអគ្គិសនី គ្រឿងចក្រ និងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗទៀត ជាសម្ភារៈផ្សាភ្ជាប់ថាមវន្តបង្វិល ឬផ្សាភ្ជាប់បញ្ច្រាស ឬសម្ភារៈផ្សាភ្ជាប់ឋិតិវន្តផ្សេងៗ។
ចេងស៊ី គឺជាអ្នកជំនាញម្នាក់រោងចក្រចុចធារាសាស្ត្រនៅប្រទេសចិន, ផ្តល់នូវគុណភាពខ្ពស់ម៉ាស៊ីនចុចធារាសាស្ត្រសមាសធាតុសម្រាប់ការបង្កើតផលិតផល CFRP ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៥ ខែឧសភា ឆ្នាំ ២០២៣
