Композиттик материалдардын тынымсыз өнүгүшү менен, айнек буласы менен бекемделген пластмассалардан тышкары, көмүртек буласы менен бекемделген пластмассалар, бор буласы менен бекемделген пластмассалар ж.б. пайда болду. Көмүртек буласы менен бекемделген полимер композиттери (КПП) - бул күнүмдүк жашообузда колдонгон көптөгөн буюмдарды өндүрүү үчүн колдонулган жеңил жана бекем материалдар. Бул термин көмүртек булаларын негизги структуралык компонент катары колдонгон була менен бекемделген композиттик материалдарды сүрөттөө үчүн колдонулат.
Мазмуну:
1. Көмүртек буласы менен бекемделген полимердик түзүлүш
2. Көмүртек буласынан жасалган арматураланган пластикти калыптоо ыкмасы
3. Көмүртек буласы менен бекемделген полимердин касиеттери
4. CFRPтин артыкчылыктары
5. CFRPнин кемчиликтери
6. Көмүртек буласы менен бекемделген пластиктин колдонулушу
Көмүртек буласы менен бекемделген полимердик түзүлүш
Көмүртек буласы менен бекемделген пластик - бул көмүртек буласы материалдарын белгилүү бир багытта жайгаштыруу жана байланыштырылган полимер материалдарын колдонуу менен пайда болгон материал. Көмүртек буласынын диаметри өтө жука, болжол менен 7 микрон, бирок анын бекемдиги өтө жогору.
Көмүртек буласы менен бекемделген композиттик материалдын эң негизги курамдык бөлүгү - көмүртек буласынын жипчеси. Көмүртек буласынын негизги чийки заты - преполимер полиакрилонитрил (PAN), вискоза же мунай чайыры. Андан кийин көмүртек буласынан жасалган жипчелер көмүртек буласынын бөлүктөрүн химиялык жана механикалык ыкмалар менен көмүртек буласынан жасалган кездемелерге жасалат.
Байланыштыруучу полимер, адатта, эпоксид сыяктуу термосеттик чайыр болуп саналат. Кээде башка термосеттер же термопластикалык полимерлер, мисалы, поливинилацетат же нейлон колдонулат. Көмүртек булаларынан тышкары, композиттер арамид Q, өтө жогорку молекулярдык салмактагы полиэтилен, алюминий же айнек булаларын да камтышы мүмкүн. Акыркы көмүртек буласынан жасалган продуктунун касиеттерине байланыштыруучу матрицага киргизилген кошулмалардын түрү да таасир этиши мүмкүн.
Көмүртек буласы менен бекемделген пластикти калыптоо ыкмасы
Көмүртек буласынан жасалган буюмдар негизинен ар кандай процесстерден улам айырмаланат. Көмүртек буласынан жасалган арматураланган полимер материалдарын түзүүнүн көптөгөн ыкмалары бар.
1. Кол менен коюу ыкмасы
Кургак ыкма (алдын ала даярдалган цех) жана нымдуу ыкма (була кездеме жана чайыр колдонуу үчүн чапталган) болуп бөлүнөт. Кол менен куюу ошондой эле компрессиялык калыптоо сыяктуу экинчилик калыптоо процесстеринде колдонуу үчүн препрегдерди даярдоо үчүн колдонулат. Бул ыкма көмүртек буласынан жасалган кездеменин барактары акыркы продуктуну түзүү үчүн калыпка ламинатталганда колдонулат. Алынган материалдын бекемдик жана катуулук касиеттери кездеме булаларынын тегизделишин жана токулушун тандоо менен оптималдаштырылат. Андан кийин калып эпоксид менен толтурулуп, жылуулук же аба менен кургатылып, кургатылып, кургатылып, бул өндүрүш ыкмасы көбүнчө чыңалууга дуушар болбогон тетиктер, мисалы, кыймылдаткычтын капкактары үчүн колдонулат.
2. Вакуумдук калыптандыруу ыкмасы
Ламинацияланган препрег үчүн, аны калыпка жакын кылуу жана белгилүү бир температура жана басым астында кургатуу жана формага келтирүү үчүн белгилүү бир процесс аркылуу басым жасоо керек. Вакуумдук баштык ыкмасы калыптоо баштыгынын ичин бошотуу үчүн вакуумдук насосту колдонот, ошондо баштык менен калыптын ортосундагы терс басым композиттик материал калыпка жакын болушу үчүн басымды пайда кылат.
Вакуумдук баштык ыкмасынын негизинде вакуумдук баштык-автоклавды калыптандыруу ыкмасы кийинчерээк пайда болгон. Автоклавдар вакуумдук баштык ыкмаларына караганда тетикти (табигый айыктыруунун ордуна) жогорку басым жана жылуулук менен айыктырууну камсыз кылат. Мындай тетик компакттуураак түзүлүшкө, жакшыраак беттик сапатка ээ, аба көбүкчөлөрүн натыйжалуу жок кыла алат (көбүкчөлөр тетиктин бекемдигине чоң таасир этет) жана жалпы сапаты жогору. Чындыгында, вакуумдук баштыктарды жасоо процесси уюлдук телефон пленкасынын жабышып калышына окшош. Аба көбүкчөлөрүн жок кылуу - бул маанилүү милдет.
3. Кысуу менен калыптоо ыкмасы
Компрессиялык калыптоомассалык өндүрүшкө жана массалык өндүрүшкө ыңгайлуу калыптоо ыкмасы. Калыптар, адатта, жогорку жана төмөнкү бөлүктөрдөн жасалат, биз аларды эркек калып жана ургаачы калып деп атайбыз. Калыптоо процесси препрегдерден жасалган төшөктү металл каршы калыпка салуудан турат жана белгилүү бир температуранын жана басымдын таасири астында төшөк калыптын көңдөйүндө ысытылат жана пластиктештирилет, басым астында агып, калыптын көңдөйүн толтурат, андан кийин калыпка салынып, катууланат, андан кийин продукция алынат. Бирок, бул ыкма мурункуларына караганда жогору баштапкы чыгымга ээ, анткени калып өтө жогорку тактыктагы CNC иштетүүнү талап кылат.
4. Ороочу калыптоо
Татаал формадагы же айлануучу корпус формасындагы тетиктер үчүн, жипчени огучка же өзөккө ороп, тетикти жасоо үчүн жипчени орогучту колдонсо болот. Оролгондон кийин, огу толугу менен кургап, алып салынат. Мисалы, асма системаларында колдонулган түтүкчөлүү муун рычагдарын ушул ыкма менен жасоого болот.
5. Чайырдан жасалган которуу калыптоо
Чайыр менен калыптоо (RTM) салыштырмалуу популярдуу калыптоо ыкмасы болуп саналат. Анын негизги кадамдары:
1. Даярдалган начар көмүртек буласынан жасалган кездемени калыпка салып, калыпты жабыңыз.
2. Ага суюк термосеттик чайыр куюп, арматуралык материалды сиңирип, кургатыңыз.
Көмүртек буласы менен бекемделген полимердин касиеттери
(1) Жогорку бекемдик жана жакшы ийкемдүүлүк.
Көмүртек буласынын салыштырма бекемдиги (башкача айтканда, созулууга болгон бекемдиктин тыгыздыкка болгон катышы) болоттон 6 эсе жана алюминийден 17 эсе чоң. Салыштырма модулу (башкача айтканда, нерсенин ийкемдүүлүгүнүн белгиси болгон Янг модулунун тыгыздыкка болгон катышы) болоттон же алюминийден 3 эседен ашык чоң.
Жогорку салыштырмалуу бекемдиги менен ал чоң жумушчу жүктөмдү көтөрө алат. Анын максималдуу жумушчу басымы 350 кг/см2ге жетиши мүмкүн. Мындан тышкары, ал таза F-4 жана анын өрүмүнө караганда кысылуучураак жана бышык.
(2) Жакшы чарчоого жана эскирүүгө туруктуулук.
Анын чарчоого туруктуулугу эпоксиддик чайырга караганда алда канча жогору жана металл материалдарга караганда жогору. Графит булалары өзүн-өзү майлоочу жана сүрүлүү коэффициенти аз. Эскирүү көлөмү жалпы асбест буюмдарына же F-4 өрүмдөрүнө караганда 5-10 эсе аз.
(3) Жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгү жана ысыкка туруктуулугу.
Көмүртек буласы менен бекемделген пластмассалар жакшы жылуулук өткөрүмдүүлүгүнө ээ жана сүрүлүүдөн пайда болгон жылуулук оңой эле тарап кетет. Ички бөлүгүн ысып кетүү жана жылуулукту сактоо оңой эмес жана аны динамикалык пломбалоочу материал катары колдонсо болот. Абада ал -120~350°C температура диапазонунда туруктуу иштей алат. Көмүртек буласындагы щелочтуу металлдын курамынын азайышы менен иштөө температурасы дагы жогорулашы мүмкүн. Инерттик газда анын адаптациялануучу температурасы болжол менен 2000°Cге жетиши мүмкүн жана ал суук менен ысыктын кескин өзгөрүүлөрүнө туруштук бере алат.
(4) Жакшы титирөөгө туруктуулук.
Аны резонанс кылуу же дирилдөө оңой эмес, ошондой эле ал термелүүнү жана ызы-чууну азайтуу үчүн эң сонун материал.
CFRPнин артыкчылыктары
1. Жеңил салмак
Салттуу айнек буласы менен бекемделген пластмассалар үзгүлтүксүз айнек булаларын жана 70% айнек булаларын (айнектин салмагы/жалпы салмагы) колдонот жана адатта тыгыздыгы бир куб дюймга 0,065 фунт түзөт. Ошол эле 70% була салмагы бар CFRP композитинин тыгыздыгы бир куб дюймга 0,055 фунт түзөт.
2. Жогорку бекемдик
Көмүртек буласы менен бекемделген полимерлер жеңил болгону менен, CFRP композиттери айнек буласынан жасалган композиттерге караганда жогорку бекемдикке жана бирдик салмакка карата жогорку катуулукка ээ. Металл материалдары менен салыштырганда, бул артыкчылык айкыныраак.
CFRPнин кемчиликтери
1. Жогорку баа
Көмүртек буласы менен бекемделген пластиктин өндүрүш баасы өтө жогору. Көмүртек буласынын баалары учурдагы рыноктук шарттарга (сунуш жана суроо-талап), көмүртек буласынын түрүнө (аэрокосмостук же коммерциялык класс) жана була боосунун өлчөмүнө жараша кескин өзгөрүшү мүмкүн. Фунтка фунтка карата алганда, таза көмүртек буласы айнек буласына караганда 5 эседен 25 эсеге чейин кымбатыраак болушу мүмкүн. Бул айырма болотту CFRP менен салыштырганда ого бетер чоң.
2. Өткөргүчтүк
Бул көмүртек буласынан жасалган композиттик материалдардын артыкчылыгы жана кемчилиги. Бул колдонулушуна жараша болот. Көмүртек булалары өтө өткөргүч, ал эми айнек булалары изоляциялык касиетке ээ. Көптөгөн продукциялар катуу изоляцияны талап кылгандыктан, көмүртек буласынын же металлдын ордуна айнек буласын колдонушат. Коммуналдык кызматтарды өндүрүүдө көптөгөн продукциялар айнек булаларын колдонууну талап кылат.
Көмүртек буласы менен бекемделген пластиктин колдонулушу
Көмүртек буласы менен бекемделген полимердин колдонулушу механикалык тетиктерден аскердик материалдарга чейин кеңири.
(1)мөөр басуучу таңгактоо катары
Көмүртек буласы менен бекемделген PTFE материалы коррозияга туруктуу, эскирүүгө туруктуу жана жогорку температурага туруктуу пломбалоочу шакекчелерди же таңгактарды жасоого болот. Статикалык пломбалоо үчүн колдонулганда, кызмат мөөнөтү узунураак, жалпы майга малынган асбест таңгагына караганда 10 эседен ашык узунураак. Ал жүктүн өзгөрүшүндө жана тез муздатуу жана тез ысытуу учурунда пломбалоочу касиетин сактай алат. Ал эми материалда дат басуучу заттар жок болгондуктан, металлда чуңкурчалуу дат басуу болбойт.
(2)майдалоочу бөлүктөр катары
Өзүн-өзү майлоочу касиеттерин колдонуп, аны атайын максаттарда подшипниктер, тиштүү дөңгөлөктөр жана поршень шакекчелери катары колдонсо болот. Мисалы, авиациялык аспаптар жана магнитофондор үчүн майсыз майланган подшипниктер, электр трансмиссиялык дизелдик локомотивдер үчүн майсыз майланган тиштүү дөңгөлөктөр (май агып кетүүдөн келип чыккан кырсыктарды болтурбоо үчүн), компрессорлордогу майсыз майланган поршень шакекчелери ж.б. Мындан тышкары, ал уулуу эмес мүнөздөмөлөрүн колдонуу менен тамак-аш жана фармацевтика өнөр жайында жылма подшипниктер же пломбалар катары да колдонулушу мүмкүн.
(3) Аэрокосмос, авиация жана ракеталар үчүн конструкциялык материалдар катары. Алгач учактардын салмагын азайтуу жана учуунун натыйжалуулугун жогорулатуу үчүн учактарды өндүрүүдө колдонулган. Ошондой эле химиялык, мунай, электр энергиясы, машина куруу жана башка тармактарда айланма же өз ара аракеттенүүчү динамикалык пломба же ар кандай статикалык пломба материалдары катары колдонулат.
Чжэнси - кесипкөй адисКытайдагы гидравликалык пресс заводу, жогорку сапаттагы тейлөөнү камсыз кылаткурама гидравликалык прессCFRP өнүмдөрүн түзүү үчүн.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 25-майы
