Разликата между въглеродни влакна и метал.

Сред много материали, на композитите от въглеродни влакна (CFRP) се обръща все по -голямо внимание заради отличната им 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 лека, висока специфична якост и специфична твърдост. Модулът на въглеродните влакна на базата на смола е по-висок от този на алуминиевата сплав, а здравината на въглеродните влакна на базата на смола е много по-висока от тази на алуминиевата сплав.

2. Определяемост

Металните материали обикновено са от един и същи пол, има добив или явление с условен добив. А еднослойните въглеродни влакна имат очевидна насоченост.

Механичните свойства по посоката на влакната са с 1-2 порядъка по-високи от тези по вертикалната посока на влакната и надлъжните и напречните срязващи свойства, а кривите на напрежение-деформация са линейно еластични преди счупване.

Следователно материалът от въглеродни влакна може да избере ъгъла на полагане, коефициента на полагане и последователността на полагане на еднослойния слой чрез теорията за ламинираната плоча. Според характеристиките на разпределение на натоварването, характеристиките на скованост и якост могат да бъдат получени по проект, 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 съединението в равнина 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, образуван чрез графитизиране при висока температура 2000-3000 ° C, която има висока устойчивост на средна корозия, до 50% солна киселина, сярна киселина или фосфорна киселина, модулът на еластичност, якостта и диаметърът остават основно непроменени.

Следователно, като подсилващ материал, въглеродните влакна имат достатъчна гаранция за устойчивост на корозия, различните матрични смоли по устойчивост на корозия са различни.

Подобно на обикновения епоксид, подсилен с въглеродни влакна, епоксидът има по-добра устойчивост на атмосферни влияния и все още поддържа здравината си добре.

4. Противоумора

Деформацията на компресия 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 на умора под налягане (R = 10) и налягане на опън (r = -1), докато металните материали се подлагат на изпитвания на 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 почти няма ефект на прорез при въглеродните влакна. SN кривата на изрезания тест е същата като тази на незасечения тест през целия живот на повечето ламинати от въглеродни влакна.

5. Възстановимост

Понастоящем матрицата от зрели въглеродни влакна е изработена от термореактивна смола, която трудно се извлича и използва отново след втвърдяване и омрежване. Следователно трудността при възстановяването на въглеродни влакна е едно от пречките на индустриалното 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 могат да бъдат индустриализирани. Walter въглеродни влакна активно проучва рециклируеми решения, завършил е 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 механични свойства, лекота, възможност за определяне и устойчивост на умора. Ефективността на производството и трудното възстановяване обаче все още са пречките за по -нататъшното му прилагане. Смята се, че въглеродните влакна ще се използват все повече заедно с иновациите в технологиите и процесите.


Час на публикация: 07.07-2021