Kompozit materiallaryň üznüksiz ösüşi bilen, aýna süýümi bilen güýçlendirilen plastmassalardan başga-da, uglerod süýümi bilen güýçlendirilen plastmassalar, bor süýümi bilen güýçlendirilen plastmassalar we ş.m. peýda boldy. Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen polimer kompozitleri (USRP) gündelik durmuşymyzda ulanýan köp önümlerimizi öndürmek üçin ulanylýan ýeňil we berk materiallardyr. Bu termin uglerod süýümlerini esasy gurluş bölegi hökmünde ulanýan süýüm bilen güýçlendirilen kompozit materiallary häsiýetlendirmek üçin ulanylýar.
Mazmuny:
1. Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen polimer gurluşy
2. Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen plastmassanyň galyplama usuly
3. Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen polimeriň häsiýetleri
4. CFRP-niň artykmaçlyklary
5. CFRP-niň kemçilikleri
6. Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen plastikiň ulanylyşy
Karbon süýümli güýçlendirilen polimer gurluşy
Uglerod süýümi bilen berkidilen plastik, uglerod süýümi materiallaryny belli bir ugurda ýerleşdirmek we birleşdirilen polimer materiallary ulanmak arkaly emele getirilýän materialdyr. Uglerod süýüminiň diametri örän inçe, takmynan 7 mikron, ýöne onuň berkligi örän ýokarydyr.
Uglerod süýümi bilen berkidilen kompozit materialyň iň esasy düzüm bölegi uglerod süýümi filamentidir. Uglerod süýüminiň esasy çig maly prepolimer poliakrilonitril (PAN), etrap ýa-da nebit şekeridir. Soňra uglerod süýümleri uglerod süýümi bölekleri üçin himiki we mehaniki usullar arkaly uglerod süýümi matalaryna öwrülýär.
Baglanyşyk polimeri, adatça, epoksi ýaly termoset reçinesidir. Käwagt poliwinil asetat ýa-da neýlon ýaly beýleki termosetler ýa-da termoplastik polimerler ulanylýar. Uglerod süýümlerinden başga-da, kompozitler aramid Q, örän ýokary molekulýar agramly polietilen, alýumin ýa-da aýna süýümlerini hem öz içine alyp biler. Soňky uglerod süýümi önüminiň häsiýetlerine baglaýyş matrisasyna girizilen goşundylar görnüşi hem täsir edip biler.
Karbon süýümli armaturalanan plastmassanyň galyplama usuly
Uglerod süýümli önümler, esasan, dürli prosesler sebäpli tapawutlanýar. Uglerod süýümli polimer materiallaryny emele getirmegiň köp usullary bar.
1. El bilen goýmak usuly
Gury usul (öňünden taýýarlanan seh) we çygly usul (süýümli mata we ulanmak üçin ýelmeşdirilen smola) bölünýär. El bilen ýerleşdirmek, kompressiýaly galyplama ýaly ikinji derejeli galyplama proseslerinde ulanmak üçin prepregleri taýýarlamak üçin hem ulanylýar. Bu usul, uglerod süýümli mata listleriniň galypa laminasiýa edilmegi we gutarnykly önümi emele getirmegidir. Netijede materialyň berklik we gatylyk häsiýetleri mata süýümleriniň deňleşdirilmegini we örülmegini saýlamak arkaly optimizirlenýär. Soňra galyp epoksi bilen doldurylýar we ýylylyk ýa-da howa bilen gurşalyp alynýar. Bu önümçilik usuly köplenç motoryň gapaklary ýaly stressiz bölekler üçin ulanylýar.
2. Wakuum emele getirmek usuly
Laminirlenen prepreg üçin, ony galyba ýakynlaşdyrmak we belli bir temperatura we basyş astynda berkidip, şekillendirmek üçin belli bir proses arkaly basyş ulanmak zerurdyr. Wakuum halta usuly, halta bilen galyp arasyndaky negatiw basyş basyş emele getirýän ýaly, galypyň içini boşaltmak üçin wakuum nasosyny ulanýar, şonuň üçin kompozit material galyba ýakyn bolýar.
Wakuum halta usulynyň esasynda, wakuum halta-awtoklaw emele getirmek usuly soňra döräpdir. Awtoklawlar diňe wakuum halta usullaryndan has ýokary basyş we ýylylyk bilen guratmagy üpjün edýär (tebigy guratmagyň ýerine). Şeýle bölek has ykjam gurluşa, has gowy ýüz hiline eýedir, howa köpürjiklerini netijeli ýok edip bilýär (köpürjikler bölegiň berkligine uly täsir eder) we umumy hili has ýokarydyr. Aslynda, wakuum haltalamak prosesi mobil telefon plýonkasynyň ýapyşmagyna meňzeýär. Howa köpürjiklerini ýok etmek esasy wezipedir.
3. Kompressiýaly galyplama usuly
Kompressiýa kalyplamasyköpçülikleýin önümçilik we köpçülikleýin önümçilik üçin amatly bolan galyplama usulydyr. Galyplar adatça ýokarky we aşaky böleklerden ýasalýar, biz olary erkek galyp we aýal galyp diýip atlandyrýarys. Galyplama prosesi prepreglerden ýasalan matany metal garşy galypa goýmakdan ybaratdyr we belli bir temperatura we basyş täsiri astynda mat galyp boşlugynda gyzdyrylýar we plastikleşdirilýär, basyş astynda akýar we galyp boşlugyny doldurýar, soňra bolsa önüm almak üçin galyplanýar we berkidilýär. Şeýle-de bolsa, bu usul öňki usullardan has ýokary başlangyç çykdajylara eýedir, sebäbi galyp örän ýokary takyklykly CNC işlemesini talap edýär.
4. Sargyly galyplama
Çylşyrymly görnüşdäki ýa-da aýlanýan göwde görnüşindäki bölekler üçin, filament sargyç ulanylyp, filament mandrel ýa-da özende sarylyp bilner. Sargyç doly gurylandan soň, mandrel aýrylýar. Mysal üçin, asma ulgamlarynda ulanylýan turba görnüşli birleşýän gollar şu usul bilen ýasalyp bilner.
5. Rezin Geçiriji Kalyplama
Smola geçirmek arkaly galyplamak (RTM) deňeşdirme boýunça meşhur galyplamak usulydyr. Onuň esasy ädimleri:
1. Taýýarlanan ýaramaz uglerod süýümli matany galyba salyň we galyby ýapyň.
2. Oňa suwuk termoset reçinesini guýuň, berkidiji materialy siňdiriň we guratyň.
Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen polimeriň häsiýetleri
(1) Ýokary berklik we gowy elastiklik.
Uglerod süýüminiň hususy güýji (ýagny dartgynlyk güýjüniň dykyzlyga gatnaşygy) polatdan 6 esse, alýuminden bolsa 17 esse ýokarydyr. Hususy moduly (ýagny, obýektiň elastikliginiň alamaty bolan Ýung modulynyň dykyzlyga gatnaşygy) polatdan ýa-da alýuminden 3 esse ýokarydyr.
Ýokary berklik bilen, ol uly iş ýüküne çydap bilýär. Onuň iň ýokary iş basyşy 350 kg/sm2-e ýetip bilýär. Mundan başga-da, ol arassa F-4 we onuň örülen görnüşinden has basyşly we çydamlydyr.
(2) Gowy ýadawlyga we aşynmaga çydamlylygy.
Onuň ýadawlyga garşylygy epoksid smolasyndan has ýokary we metal materiallaryndan has ýokary. Grafit süýümleri öz-özüni ýaglaýar we sürtülme koeffisiýenti az. Eşilme möçberi umumy asbest önümleriniň ýa-da F-4 örülenleriňkiden 5-10 esse az.
(3) Gowy ýylylyk geçirijiligi we ýylylyga garşylyk.
Uglerod süýümi bilen berkidilen plastmassalar gowy ýylylyk geçirijiligine eýedir we sürtülme arkaly öndürilýän ýylylyk aňsatlyk bilen ýaýraýar. Içki bölegi gyzdyryp, ýylylygy saklamak aňsat däl we dinamiki möhürleýji material hökmünde ulanylyp bilner. Howada ol -120 ~ 350°C temperatura aralygynda durnukly işläp biler. Uglerod süýümindäki aşgarly metalyň mukdarynyň azalmagy bilen hyzmat temperaturasy has-da ýokarlanyp biler. Inert gazda onuň uýgunlaşýan temperaturasy takmynan 2000°C ýetip biler we sowukda we yssyda keskin üýtgemelere çydap biler.
(4) Gowy titreme garşylygy.
Rezonans döretmek ýa-da titretmek aňsat däl, şeýle hem titremegi we şowhuny azaltmak üçin ajaýyp materialdyr.
CFRP-niň artykmaçlyklary
1. Ýeňil agram
Adaty aýna süýümi bilen berkidilen plastmassalar üznüksiz aýna süýümlerini we 70% aýna süýümlerini (aýna agramy/umumy agramy) ulanýar we adatça kub dýuým üçin 0,065 funt dykyzlyga eýe bolýar. Şol bir 70% süýüm agramy bolan CFRP kompozitiniň adatça kub dýuým üçin 0,055 funt dykyzlygy bolýar.
2. Ýokary berklik
Uglerod süýümi bilen berkidilen polimerler ýeňil bolsa-da, CFRP kompozitleri aýna süýümli kompozitlere garanyňda has ýokary berklige we birlik agramyna görä has ýokary berklige eýedir. Metal materiallar bilen deňeşdirilende, bu artykmaçlyk has aýdyňdyr.
CFRP-niň kemçilikleri
1. Ýokary baha
Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen plastmassanyň önümçilik çykdajylary örän ýokary. Uglerod süýüminiň bahalary häzirki bazar şertlerine (teklip we isleg), uglerod süýüminiň görnüşine (aerokosmos ýa-da täjirçilik derejesi) we süýüm bukjasynyň ölçegine baglylykda düýpli üýtgeýär. Funt-funt esasynda arassa uglerod süýümi aýna süýüminden 5-25 esse gymmat bolup biler. Bu tapawut polat bilen CFRP deňeşdirilende has-da uly bolýar.
2. Geçirijilik
Bu uglerod süýümli kompozit materiallaryň artykmaçlygy we kemçiligi. Ol ulanylyşyna baglydyr. Uglerod süýümleri örän geçirijidir we aýna süýümleri izolýasiýa häsiýetine eýedir. Köp önümler berk izolýasiýa talap edýändigi üçin uglerod süýüminiň ýa-da metalyň ýerine aýna süýümini ulanýarlar. Kommunal hyzmatlaryň önümçiliginde köp önümler aýna süýümleriniň ulanylmagyny talap edýär.
Uglerod süýümi bilen güýçlendirilen plastik ulanylyşlary
Uglerod süýümi bilen berkidilen polimeriň ulanylyş ugurlary durmuşda giň, mehaniki böleklerden harby materiallara çenli.
(1)möhürleýji gaplama hökmünde
Uglerod süýümi bilen berkidilen PTFE materialy korroziýa çydamly, aşynma çydamly we ýokary temperatura çydamly möhürleýji halkalary ýa-da gaplamalary ýasap bolýar. Statiki möhürlemek üçin ulanylanda, hyzmat möhleti has uzyn, umumy ýag bilen çümdürilen asbest gaplamasyndan 10 esseden gowrak uzyn. Ol ýük üýtgemelerinde we çalt sowamakda we çalt gyzmakda möhürleýjiligiň netijeliligini saklap bilýär. Şeýle hem, materialda korrozlaýjy maddalar ýok bolany üçin, metalda çukurlaryň poslamagy ýüze çykmaz.
(2)üweýän bölekler hökmünde
Öz-özüni ýaglaýan häsiýetlerini ulanyp, ony ýörite maksatlar üçin podşipnikler, dişli çarhlar we porşen halkalary hökmünde ulanyp bolýar. Mysal üçin, awiasiýa enjamlary we magnitofonlar üçin ýagsyz ýaglanan podşipnikler, elektrik geçirijili dizel lokomotiwleri üçin ýagsyz ýaglanan dişli çarhlar (ýagyň syzmagy sebäpli heläkçilikleriň öňüni almak üçin), kompressorlardaky ýagsyz ýaglanan porşen halkalary we ş.m. Mundan başga-da, ol zäherli däl häsiýetlerinden peýdalanmak arkaly azyk we derman senagatynda süýşýän podşipnikler ýa-da möhürler hökmünde hem ulanylyp bilner.
(3) Aerokosmos, awiasiýa we raketalar üçin gurluşyk materiallary hökmünde. Ol ilki uçaryň agramyny azaltmak we uçuş netijeliligini ýokarlandyrmak üçin uçar önümçiliginde ulanyldy. Şeýle hem, ol himiýa, nebit, elektrik energiýasy, maşyn gurluşyk we beýleki senagat pudaklarynda aýlanýan ýa-da özara hereket edýän dinamiki möhür ýa-da dürli statik möhür materiallary hökmünde ulanylýar.
Çžensi professionalHytaýdaky gidrawliki press zawody, ýokary hilli üpjün edýärkompozit gidrawliki presCFRP önümlerini emele getirmek üçin.
Ýerleşdirilen wagty: 2023-nji ýylyň 25-nji maýy
