Rozdiel medzi uhlíkovými vláknami a kovom.

Spomedzi mnohých materiálov sa kompozitom z uhlíkových vlákien (CFRP) venuje čoraz väčšia pozornosť pre ich vynikajúcu špecifickú pevnosť, špecifickú tuhosť, odolnosť proti korózii a odolnosť proti únave.

Rozdielne vlastnosti medzi kompozitmi z uhlíkových vlákien a kovovými materiálmi tiež poskytujú inžinierom rôzne nápady na dizajn.

Nasleduje jednoduché porovnanie medzi kompozitmi z uhlíkových vlákien a tradičnými kovovými charakteristikami a rozdielmi.

1. Špecifická tuhosť a špecifická pevnosť

V porovnaní s kovovými materiálmi majú materiály z uhlíkových vlákien nízku hmotnosť, vysokú špecifickú pevnosť a špecifickú tuhosť.Modul uhlíkového vlákna na báze živice je vyšší ako modul hliníkovej zliatiny a pevnosť uhlíkového vlákna na báze živice je oveľa vyššia ako pevnosť hliníkovej zliatiny.

2. Navrhovateľnosť

Kovové materiály sú zvyčajne všetky rovnakého pohlavia, existuje fenomén výnosu alebo podmieneného výnosu.A jednovrstvové uhlíkové vlákno má zjavnú smerovosť.

Mechanické vlastnosti pozdĺž smeru vlákna sú o 1 ~ 2 rády vyššie ako vlastnosti pozdĺž vertikálneho smeru vlákna a pozdĺžne a priečne šmykové vlastnosti a krivky napätie-deformácia sú lineárne elastické pred zlomom.

Materiál z uhlíkových vlákien si preto môže zvoliť uhol pokladania, pomer ukladania a postupnosť ukladania jednej vrstvy prostredníctvom teórie laminovacej dosky.Podľa charakteristík rozloženia zaťaženia možno tuhosť a pevnosť dosiahnuť dizajnom, zatiaľ čo tradičné kovové materiály možno iba zahustiť.

Súčasne je možné získať požadovanú tuhosť a pevnosť v rovine, ako aj jedinečnú tuhosť spojenia v rovine a mimo roviny.

3. Odolnosť proti korózii

V porovnaní s kovovými materiálmi majú materiály z uhlíkových vlákien silnú odolnosť voči kyselinám a zásadám.Uhlíkové vlákno je mikrokryštalická štruktúra podobná grafitovému kryštálu vytvorená grafitizáciou pri vysokej teplote 2000-3000 °C, ktorá má vysokú odolnosť proti strednej korózii, v kyseline chlorovodíkovej, sírovej alebo fosforečnej až do 50%, modul pružnosti, pevnosť a priemer zostávajú v podstate nezmenené.

Preto má uhlíkové vlákno ako výstužný materiál dostatočnú záruku odolnosti proti korózii, iná matricová živica v odolnosti proti korózii je iná.

Rovnako ako bežný epoxid vystužený uhlíkovými vláknami má epoxid lepšiu odolnosť voči poveternostným vplyvom a stále si dobre zachováva svoju pevnosť.

4. Proti únave

Kompresná deformácia a vysoká úroveň deformácie sú hlavné faktory ovplyvňujúce únavové vlastnosti kompozitov z uhlíkových vlákien.Únavové vlastnosti sa zvyčajne podrobujú únavovým skúškam pod tlakom (R = 10) a ťahovým tlakom (r = -1), zatiaľ čo kovové materiály sa podrobujú únavovým skúškam v ťahu pod tlakom (R = 0,1).V porovnaní s kovovými časťami, najmä časťami z hliníkovej zliatiny, majú časti z uhlíkových vlákien vynikajúce únavové vlastnosti.V oblasti automobilových podvozkov a tak ďalej majú kompozity z uhlíkových vlákien lepšie aplikačné výhody.Zároveň v uhlíkových vláknach nie je takmer žiadny vrubový efekt.Krivka SN testu s vrubom je rovnaká ako krivka testu bez vrubu počas celej životnosti väčšiny laminátov z uhlíkových vlákien.

5. Obnoviteľnosť

V súčasnosti je matrica zrelých uhlíkových vlákien vyrobená z termosetovej živice, ktorú je ťažké extrahovať a znovu použiť po vytvrdnutí a zosieťovaní.Preto je obtiažnosť obnovy uhlíkových vlákien jednou z prekážok priemyselného rozvoja a tiež technickým problémom, ktorý je potrebné urýchlene vyriešiť pre použitie vo veľkom meradle.V súčasnosti má väčšina metód recyklácie doma aj v zahraničí vysoké náklady a je ťažké ich industrializovať.Uhlíkové vlákno Walter aktívne skúma recyklovateľné riešenia, dokončilo množstvo vzoriek skúšobnej výroby, efekt obnovy je dobrý, s podmienkami hromadnej výroby.

Záver

V porovnaní s tradičnými kovovými materiálmi majú materiály z uhlíkových vlákien jedinečné výhody v mechanických vlastnostiach, nízkej hmotnosti, navrhovateľnosti a odolnosti proti únave.Jeho výrobná efektivita a ťažká obnova sú však stále úzkymi miestami jeho ďalšej aplikácie.Predpokladá sa, že uhlíkové vlákna sa budú používať čoraz viac spolu s inováciou technológie a procesu.


Čas odoslania: júl-07-2021

Pošlite nám svoju správu:

Tu napíšte svoju správu a pošlite nám ju