Kompozit materiallarning uzluksiz rivojlanishi bilan, shisha tolali mustahkamlangan plastmassalardan tashqari, uglerod tolali mustahkamlangan plastmassalar, bor tolali mustahkamlangan plastmassalar va boshqalar paydo bo'ldi. Uglerod tolali mustahkamlangan polimer kompozitlari (CFRP) - bu kundalik hayotimizda foydalanadigan ko'plab mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan yengil va mustahkam materiallar. Bu atama uglerod tolalarini asosiy strukturaviy komponent sifatida ishlatadigan tolali mustahkamlangan kompozit materiallarni tavsiflash uchun ishlatiladi.
Tarkiblar jadvali:
1. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimer tuzilishi
2. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassani quyish usuli
3. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimerning xususiyatlari
4. CFRP ning afzalliklari
5. CFRP ning kamchiliklari
6. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassadan foydalanish
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimer tuzilishi
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassa - bu uglerod tolasi materiallarini ma'lum bir yo'nalishda joylashtirish va bog'langan polimer materiallaridan foydalanish orqali hosil qilingan material. Uglerod tolasining diametri juda yupqa, taxminan 7 mikron, ammo uning mustahkamligi juda yuqori.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan kompozit materialning eng asosiy tarkibiy qismi uglerod tolasi filamentidir. Uglerod filamentining asosiy xom ashyosi prepolimer poliakrilonitril (PAN), rayon yoki neft qatroni hisoblanadi. Keyin uglerod filamentlari uglerod tolasi qismlari uchun kimyoviy va mexanik usullar bilan uglerod tolasi matolariga aylantiriladi.
Bog'lovchi polimer odatda epoksi kabi termoset qatroni hisoblanadi. Ba'zan polivinil asetat yoki neylon kabi boshqa termosetlar yoki termoplastik polimerlar ishlatiladi. Uglerod tolalaridan tashqari, kompozitlar tarkibida aramid Q, ultra yuqori molekulyar og'irlikdagi polietilen, alyuminiy yoki shisha tolalar ham bo'lishi mumkin. Yakuniy uglerod tolasi mahsulotining xususiyatlariga bog'lovchi matritsaga kiritilgan qo'shimchalar turi ham ta'sir qilishi mumkin.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassani quyish usuli
Uglerod tolasi mahsulotlari asosan turli jarayonlar tufayli farq qiladi. Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimer materiallarini shakllantirishning ko'plab usullari mavjud.
1. Qo'lda yotqizish usuli
Quruq usul (oldindan tayyorlangan sex) va ho'l usul (tolali mato va yopishtirilgan qatron) ga bo'linadi. Qo'lda yotqizish, shuningdek, siqishni qoliplash kabi ikkilamchi qoliplash jarayonlarida foydalanish uchun prepreglarni tayyorlash uchun ham qo'llaniladi. Bu usul uglerod tolali mato varaqlari yakuniy mahsulotni hosil qilish uchun qolipga laminatlangan holda qo'llaniladi. Olingan materialning mustahkamlik va qattiqlik xususiyatlari mato tolalarining hizalanishi va to'qilishini tanlash orqali optimallashtiriladi. Keyin qolip epoksi bilan to'ldiriladi va issiqlik yoki havo bilan quritiladi. Ushbu ishlab chiqarish usuli ko'pincha dvigatel qopqoqlari kabi kuchlanishsiz qismlar uchun ishlatiladi.
2. Vakuumni shakllantirish usuli
Laminatsiyalangan prepreg uchun uni qolipga yaqinlashtirish va ma'lum bir harorat va bosim ostida qattiqlashtirish va shakllantirish uchun ma'lum bir jarayon orqali bosim o'tkazish kerak. Vakuumli sumka usuli vakuum nasosidan foydalanib, shakllantirish sumkasining ichki qismini bo'shatadi, shunda sumka va qolip orasidagi salbiy bosim kompozit material qolipga yaqin bo'lishi uchun bosim hosil qiladi.
Vakuumli sumka usuli asosida vakuumli sumka-avtoklav shakllantirish usuli keyinchalik paydo bo'ldi. Avtoklavlar faqat vakuumli sumka usullariga qaraganda yuqori bosim va issiqlik bilan ishlov berishni ta'minlaydi (tabiiy ishlov berish o'rniga). Bunday qism yanada ixcham tuzilishga, yaxshiroq sirt sifatiga ega, havo pufakchalarini samarali ravishda yo'q qila oladi (pufakchalar qismning mustahkamligiga katta ta'sir qiladi) va umumiy sifat yuqoriroq. Aslida, vakuumli sumkalash jarayoni mobil telefon plyonkasining yopishishiga o'xshaydi. Havo pufakchalarini yo'q qilish muhim vazifadir.
3. Siqishni shakllantirish usuli
Siqishni qoliplashommaviy ishlab chiqarish va ommaviy ishlab chiqarishga qulay bo'lgan qoliplash usuli hisoblanadi. Qoliplar odatda yuqori va pastki qismlardan tayyorlanadi, biz ularni erkak qolip va urg'ochi qolip deb ataymiz. Qoliplash jarayoni prepreglardan tayyorlangan gilamchani metall peshtaxta qolipiga solishdan iborat va ma'lum harorat va bosim ta'sirida gilamcha qolip bo'shlig'ida qizdiriladi va plastiklashtiriladi, bosim ostida oqadi va qolip bo'shlig'ini to'ldiradi, so'ngra mahsulotlarni olish uchun qoliplash va qattiqlashtirish amalga oshiriladi. Biroq, bu usul avvalgilariga qaraganda yuqori boshlang'ich narxga ega, chunki qolip juda yuqori aniqlikdagi CNC ishlov berishni talab qiladi.
4. O'rash qoliplari
Murakkab shaklga ega yoki aylanma korpus shaklidagi qismlar uchun filament o'rash moslamasi filamentni mandrel yoki o'zak ustiga o'rash orqali detalni tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin. O'rashdan so'ng mandrel to'liq qotib, olib tashlanadi. Masalan, osma tizimlarda ishlatiladigan naychali birikma qo'llari ushbu usul yordamida tayyorlanishi mumkin.
5. Qatronlar uzatish qoliplari
Qatronli uzatish qoliplash (RTM) nisbatan mashhur qoliplash usuli hisoblanadi. Uning asosiy bosqichlari quyidagilar:
1. Tayyorlangan yomon uglerod tolali matoni qolipga joylashtiring va qolipni yoping.
2. Unga suyuq termosetlovchi qatronni quying, mustahkamlovchi materialni singdiring va qotib oling.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimerning xususiyatlari
(1) Yuqori mustahkamlik va yaxshi elastiklik.
Uglerod tolasining solishtirma mustahkamligi (ya'ni, cho'zilish kuchining zichlikka nisbati) po'latnikidan 6 baravar va alyuminiynikidan 17 baravar ko'p. Solishtirma moduli (ya'ni, buyumning elastikligi belgisi bo'lgan Yung modulining zichlikka nisbati) po'lat yoki alyuminiynikidan 3 baravardan ko'proq.
Yuqori o'ziga xos mustahkamlik bilan u katta ish yukiga bardosh bera oladi. Uning maksimal ish bosimi 350 kg/sm2 ga yetishi mumkin. Bundan tashqari, u sof F-4 va uning o'rilganiga qaraganda ko'proq siqiladigan va bardoshlidir.
(2) Yaxshi charchoqqa chidamlilik va aşınmaya bardoshlilik.
Uning charchoqqa chidamliligi epoksi qatroniga va metall materiallarga qaraganda ancha yuqori. Grafit tolalari o'z-o'zini moylaydi va kichik ishqalanish koeffitsientiga ega. Aşınma miqdori umumiy asbest mahsulotlari yoki F-4 o'ramlariga qaraganda 5-10 baravar kam.
(3) Yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlikka chidamliligi.
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassalar yaxshi issiqlik o'tkazuvchanligiga ega va ishqalanish natijasida hosil bo'ladigan issiqlik osongina tarqaladi. Ichki qismni qizdirish va issiqlikni saqlash oson emas va dinamik muhrlovchi material sifatida ishlatilishi mumkin. Havoda u -120 ~ 350 °C harorat oralig'ida barqaror ishlashi mumkin. Uglerod tolasi tarkibidagi ishqoriy metall miqdorining kamayishi bilan xizmat ko'rsatish harorati yanada oshishi mumkin. Inert gazda uning moslashuvchan harorati taxminan 2000 °C ga yetishi mumkin va u sovuq va issiqning keskin o'zgarishiga bardosh bera oladi.
(4) Yaxshi tebranish qarshiligi.
Rezonanslashish yoki tebranish oson emas, shuningdek, tebranishni kamaytirish va shovqinni kamaytirish uchun ajoyib materialdir.
CFRP ning afzalliklari
1. Yengil vazn
An'anaviy shisha tolali mustahkamlangan plastmassalar uzluksiz shisha tolalari va 70% shisha tolalaridan (shisha og'irligi/umumiy og'irligi) foydalanadi va odatda kub dyuym uchun 0,065 funt zichlikka ega. Xuddi shu 70% tola og'irligiga ega CFRP kompozit odatda kub dyuym uchun 0,055 funt zichlikka ega.
2. Yuqori kuch
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimerlar yengil bo'lsa-da, CFRP kompozitlari shisha tolali kompozitlarga qaraganda yuqori mustahkamlik va birlik og'irlik uchun yuqori qattiqlikka ega. Metall materiallar bilan taqqoslaganda, bu afzallik aniqroq.
CFRP ning kamchiliklari
1. Yuqori narx
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan plastmassani ishlab chiqarish tannarxi juda yuqori. Uglerod tolasi narxlari hozirgi bozor sharoitlariga (talab va taklif), uglerod tolasi turiga (aerokosmik va tijorat sinfi) va tola to'plamining hajmiga qarab keskin farq qilishi mumkin. Bir funtga funtga teng ravishda, toza uglerod tolasi shisha tolaga qaraganda 5 dan 25 baravar qimmatroq bo'lishi mumkin. Bu farq po'latni CFRP bilan taqqoslaganda yanada kattaroq.
2. O'tkazuvchanlik
Bu uglerod tolali kompozit materiallarning afzalligi va kamchiligi. Bu qo'llanilishiga bog'liq. Uglerod tolalari juda o'tkazuvchan va shisha tolalar izolyatsiyalovchi xususiyatga ega. Ko'pgina mahsulotlar uglerod tolasi yoki metall o'rniga shisha toladan foydalanadi, chunki ular qattiq izolyatsiyani talab qiladi. Kommunal xizmatlar ishlab chiqarishda ko'plab mahsulotlar shisha tolalardan foydalanishni talab qiladi.
Karbon tolali mustahkamlangan plastmassadan foydalanish
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan polimerning qo'llanilishi hayotda keng, mexanik qismlardan tortib harbiy materiallargacha.
(1)muhrlash qadoqlash sifatida
Uglerod tolasi bilan mustahkamlangan PTFE materiali korroziyaga chidamli, aşınmaya bardoshli va yuqori haroratga chidamli muhrlash halqalari yoki o'rashlarga tayyorlanishi mumkin. Statik muhrlash uchun ishlatilganda, xizmat muddati uzoqroq, umumiy moyga botirilgan asbest o'rashga qaraganda 10 baravardan ko'proq. U yuk o'zgarishi va tez sovutish va tez qizdirish sharoitida muhrlash samaradorligini saqlab qolishi mumkin. Va materialda korroziyali moddalar mavjud emasligi sababli, metallda chuqurchalar hosil bo'ladigan korroziya yuzaga kelmaydi.
(2)silliqlash qismlari sifatida
O'z-o'zini moylash xususiyatlaridan foydalangan holda, u maxsus maqsadlar uchun podshipniklar, tishli g'ildiraklar va piston halqalari sifatida ishlatilishi mumkin. Masalan, aviatsiya asboblari va magnitafonlar uchun moysiz moylangan podshipniklar, elektr uzatuvchi dizel lokomotivlari uchun moysiz moylangan tishli g'ildiraklar (moy oqishi natijasida kelib chiqadigan baxtsiz hodisalarning oldini olish uchun), kompressorlardagi moysiz moylangan piston halqalari va boshqalar. Bundan tashqari, u toksik bo'lmagan xususiyatlaridan foydalanib, oziq-ovqat va farmatsevtika sanoatida toymasin podshipniklar yoki muhrlar sifatida ham ishlatilishi mumkin.
(3) Aerokosmik, aviatsiya va raketalar uchun konstruktiv materiallar sifatida. U dastlab samolyot ishlab chiqarishda samolyotning og'irligini kamaytirish va parvoz samaradorligini oshirish uchun ishlatilgan. Shuningdek, u kimyo, neft, elektr energiyasi, mashinasozlik va boshqa sohalarda aylanuvchi yoki o'zaro dinamik muhr yoki turli statik muhr materiallari sifatida qo'llaniladi.
Zhengxi professionalXitoyda gidravlik press zavodi, yuqori sifatli xizmat ko'rsatishkompozit gidravlik pressCFRP mahsulotlarini shakllantirish uchun.
Nashr vaqti: 2023-yil 25-may
