Blandt mange materialer er kulfiberkompositter (CFRP) blevet mere og mere opmærksomme på deres fremragende specifikke styrke, specifikke stivhed, korrosionsbestandighed og udmattelsesbestandighed.
De forskellige egenskaber mellem kulfiberkompositter og metalmaterialer giver også ingeniører forskellige designideer.
Det følgende vil være en simpel sammenligning mellem kulfiberkompositter og traditionelle metalegenskaber og forskelle.
1. Specifik stivhed og specifik styrke
Sammenlignet med metalmaterialer har kulfibermaterialer let, høj specifik styrke og specifik stivhed.Modulet for harpiksbaseret kulfiber er højere end for aluminiumslegering, og styrken af harpiksbaseret kulfiber er meget højere end for aluminiumslegering.
2. Designbarhed
Metalmaterialer er normalt alle af samme køn, der er et udbytte eller et betinget udbyttefænomen.Og enkeltlags kulfiber har indlysende retningsbestemmelse.
De mekaniske egenskaber langs fiberretningen er 1 ~ 2 størrelsesordener højere end dem langs lodret fiberretning og langsgående og tværgående forskydningsegenskaber, og spændings-tøjningskurverne er lineære elastiske før brud.
Derfor kan kulfibermaterialet vælge lægningsvinklen, lægningsforholdet og lægningssekvensen for enkeltlaget gennem lamineringspladeteorien.I henhold til egenskaberne for belastningsfordeling kan stivheden og styrkeydelsen opnås ved design, mens traditionelle metalmaterialer kun kan fortykkes.
Samtidig kan den nødvendige in-plane stivhed og styrke samt den unikke in-plane og out-of-plan koblingsstivhed opnås.
3. Korrosionsbestandighed
Sammenlignet med metalmaterialer har kulfibermaterialer stærk syre- og alkaliresistens.Kulfiber er en mikrokrystallinsk struktur, der ligner grafitkrystal dannet ved grafitisering ved en høj temperatur på 2000-3000 °C, som har høj modstandsdygtighed over for medium korrosion, i op til 50% saltsyre, svovlsyre eller fosforsyre, elasticitetsmodulet, styrke og diameter forbliver stort set uændret.
Derfor, som et forstærkende materiale, har kulfiber tilstrækkelig garanti i korrosionsbestandighed, forskellig matrixharpiks i korrosionsbestandighed er anderledes.
Som den almindelige kulfiberforstærkede epoxy har epoxyen bedre vejrbestandighed og bevarer stadig sin styrke godt.
4. Anti Fatigue
Kompressionsbelastningen og det høje tøjningsniveau er de vigtigste faktorer, der påvirker træthedsegenskaberne af kulfiberkompositter.Træthedsegenskaberne udsættes normalt for udmattelsestestene under tryk (R = 10) og træktryk (r =-1), mens de metalliske materialer udsættes for trækudmattelsestest under tryk (R = 0,1).Sammenlignet med metaldele, især dele af aluminiumslegering, har kulfiberdele fremragende træthedsegenskaber.Inden for bilchassis og så videre har kulfiberkompositter bedre anvendelsesfordele.Samtidig er der næsten ingen hakeffekt i kulfiber.SN-kurven for den notched-test er den samme som den for den ikke-notched-test i hele levetiden for de fleste kulfiberlaminater.
5. Inddrivelse
På nuværende tidspunkt er den modne kulfibermatrix lavet af termohærdende harpiks, som er svær at udvinde og bruges igen efter hærdning og tværbinding.Derfor er vanskeligheden ved kulfibergenvinding en af flaskehalsene i industriel udvikling og også et teknisk problem, der skal løses hurtigst muligt for storstilet anvendelse.På nuværende tidspunkt har de fleste genbrugsmetoder i ind- og udland høje omkostninger og er svære at industrialisere.Walter kulfiber udforsker aktivt genanvendelige løsninger, har afsluttet en række prøver af forsøgsproduktion, genvindingseffekten er god, med masseproduktionsforhold.
Konklusion
Sammenlignet med traditionelle metalmaterialer har kulfibermaterialer unikke fordele med hensyn til mekaniske egenskaber, letvægt, designbarhed og træthedsbestandighed.Dets produktionseffektivitet og vanskelige inddrivelse er dog stadig flaskehalsene ved dens videre anvendelse.Det menes, at kulfiber vil blive brugt mere og mere sammen med innovation af teknologi og proces.
Indlægstid: Jul-07-2021