Сред многото материали, на композитите от въглеродни влакна (CFRP) се обръща все повече внимание заради тяхната отлична специфична якост, специфична твърдост, устойчивост на корозия и устойчивост на умора.
Различните характеристики между композитите от въглеродни влакна и металните материали също предоставят на инженерите различни дизайнерски идеи.
Следното ще бъде просто сравнение между композитите от въглеродни влакна и традиционните метални характеристики и разлики.
1. Специфична твърдост и специфична якост
В сравнение с металните материали, материалите от въглеродни влакна имат леко тегло, висока специфична якост и специфична твърдост.Модулът на въглеродните влакна на базата на смола е по-висок от този на алуминиевата сплав, а якостта на въглеродните влакна на основата на смола е много по-висока от тази на алуминиевата сплав.
2. Проектируемост
Металните материали обикновено са от един и същи пол, има феномен на добив или условен добив.А еднослойните въглеродни влакна имат очевидна насоченост.
Механичните свойства по посока на влакната са с 1 ~ 2 порядъка по-високи от тези по вертикалната посока на влакната и свойствата на надлъжно и напречно срязване, а кривите напрежение-деформация са линейно еластични преди счупване.
Следователно материалът от въглеродни влакна може да избере ъгъла на полагане, съотношението на полагане и последователността на полагане на еднослойния чрез теорията на ламиниращата плоча.Според характеристиките на разпределението на натоварването твърдостта и здравината могат да бъдат получени чрез проектиране, докато традиционните метални материали могат да бъдат само удебелени.
В същото време може да се получи необходимата твърдост и здравина в равнината, както и уникалната твърдост на свързване в равнината и извън равнината.
3. Устойчивост на корозия
В сравнение с металните материали, материалите от въглеродни влакна имат силна киселинна и алкална устойчивост.Въглеродните влакна са микрокристална структура, подобна на графитен кристал, образувана чрез графитизация при висока температура от 2000-3000 °C, която има висока устойчивост на средна корозия, в до 50% солна киселина, сярна киселина или фосфорна киселина, еластичният модул, силата и диаметърът остават основно непроменени.
Следователно, като подсилващ материал, въглеродните влакна имат достатъчна гаранция за устойчивост на корозия, различна матрична смола в устойчивост на корозия е различна.
Подобно на обикновената епоксидна смола, подсилена с въглеродни влакна, епоксидната смола има по-добра устойчивост на атмосферни влияния и все още запазва здравината си добре.
4. Анти умора
Деформацията на натиск и високото ниво на деформация са основните фактори, влияещи върху свойствата на умора на композитите от въглеродни влакна.Свойствата на умора обикновено се подлагат на изпитвания за умора под налягане (R = 10) и налягане на опън (r = -1), докато металните материали се подлагат на изпитвания за умора на опън под налягане (R = 0,1).В сравнение с металните части, особено частите от алуминиева сплав, частите от въглеродни влакна имат отлични свойства на умора.В областта на автомобилните шасита и т.н. композитите от въглеродни влакна имат по-добри предимства при приложение.В същото време при въглеродните влакна почти няма ефект на прорез.SN кривата на теста с назъбване е същата като тази на теста без назъбване през целия живот на повечето ламинати от въглеродни влакна.
5. Възстановимост
Понастоящем зрялата матрица от въглеродни влакна е направена от термореактивна смола, която трудно се извлича и използва отново след втвърдяване и омрежване.Следователно, трудността при възстановяването на въглеродни влакна е едно от тесните места на промишленото развитие, а също и технически проблем, който трябва да бъде решен спешно за широкомащабно приложение.Понастоящем повечето от методите за рециклиране у нас и в чужбина имат високи разходи и трудно се индустриализират.Walter въглеродни влакна активно проучва решения за рециклиране, завърши редица проби от пробно производство, ефектът на възстановяване е добър, с условия за масово производство.
Заключение
В сравнение с традиционните метални материали, материалите от въглеродни влакна имат уникални предимства по отношение на механичните свойства, лекотата, дизайна и устойчивостта на умора.Въпреки това неговата производствена ефективност и трудното възстановяване все още са тесните места при по-нататъшното му приложение.Смята се, че въглеродните влакна ще се използват все повече и повече заедно с иновациите на технологиите и процесите.
Време на публикуване: 7 юли 2021 г