Printre multe materiale, compozitelor din fibră de carbon (CFRP) li s-a acordat din ce în ce mai multă atenție pentru rezistența specifică excelentă, rigiditatea specifică, rezistența la coroziune și rezistența la oboseală.
Caracteristicile diferite dintre compozitele din fibră de carbon și materialele metalice oferă, de asemenea, inginerilor idei de design diferite.
Următoarea va fi o comparație simplă între compozitele din fibră de carbon și caracteristicile și diferențele tradiționale ale metalelor.
1. Rigiditate specifică și rezistență specifică
În comparație cu materialele metalice, materialele din fibră de carbon au o rezistență specifică ușoară, ridicată și o rigiditate specifică.Modulul fibrei de carbon pe bază de rășină este mai mare decât cel al aliajului de aluminiu, iar rezistența fibrei de carbon pe bază de rășină este mult mai mare decât cea a aliajului de aluminiu.
2. Designabilitate
Materialele metalice sunt de obicei de același sex, există un fenomen de randament sau randament condiționat.Și fibra de carbon cu un singur strat are o directivitate evidentă.
Proprietățile mecanice de-a lungul direcției fibrei sunt cu 1 ~ 2 ordine de mărime mai mari decât cele de-a lungul direcției verticale a fibrei și proprietățile de forfecare longitudinală și transversală, iar curbele efort-deformare sunt elastice liniare înainte de rupere.
Prin urmare, materialul din fibră de carbon poate selecta unghiul de așezare, raportul de așezare și secvența de așezare a unui singur strat prin teoria plăcii de laminare.În funcție de caracteristicile de distribuție a sarcinii, performanța de rigiditate și rezistență poate fi obținută prin proiectare, în timp ce materialele metalice tradiționale pot fi doar îngroșate.
În același timp, se pot obține rigiditatea și rezistența în plan necesare, precum și rigiditatea unică de cuplare în plan și în afara planului.
3. Rezistenta la coroziune
În comparație cu materialele metalice, materialele din fibră de carbon au rezistență puternică la acizi și alcalii.Fibra de carbon este o structură microcristalină asemănătoare cu cristalul de grafit format prin grafitizare la o temperatură ridicată de 2000-3000 °C, care are rezistență ridicată la coroziune medie, în până la 50% acid clorhidric, acid sulfuric sau acid fosforic, modul elastic, rezistența și diametrul rămân practic neschimbate.
Prin urmare, ca material de întărire, fibra de carbon are suficientă garanție în ceea ce privește rezistența la coroziune, rășina de matrice diferită în rezistența la coroziune este diferită.
La fel ca epoxidul obișnuit armat cu fibră de carbon, epoxidul are o rezistență mai bună la intemperii și încă își menține bine rezistența.
4. Anti oboseală
Tensiunea de compresie și nivelul ridicat de deformare sunt principalii factori care influențează proprietățile la oboseală ale compozitelor din fibră de carbon.Proprietățile la oboseală sunt de obicei supuse încercărilor de oboseală sub presiune (R = 10) și presiune de tracțiune (r =-1), în timp ce materialele metalice sunt supuse încercărilor de oboseală la întindere sub presiune (R = 0,1).În comparație cu piesele metalice, în special piesele din aliaj de aluminiu, piesele din fibră de carbon au proprietăți excelente de oboseală.În domeniul șasiului auto și așa mai departe, compozitele din fibră de carbon au avantaje de aplicare mai bune.În același timp, nu există aproape niciun efect de crestătură în fibra de carbon.Curba SN a testului crestat este aceeași cu cea a testului necrestat pe toată durata de viață a majorității laminatelor din fibră de carbon.
5. Recuperare
În prezent, matricea matură din fibră de carbon este realizată din rășină termorezistabilă, care este dificil de extras și utilizat din nou după întărire și reticulare.Prin urmare, dificultatea recuperării fibrei de carbon este unul dintre blocajele dezvoltării industriale și, de asemenea, o problemă tehnică care trebuie rezolvată urgent pentru aplicarea pe scară largă.În prezent, majoritatea metodelor de reciclare în țară și în străinătate au costuri ridicate și sunt greu de industrializat.Fibra de carbon Walter explorează în mod activ soluții reciclabile, a finalizat o serie de mostre de producție de probă, efectul de recuperare este bun, cu condiții de producție în masă.
Concluzie
În comparație cu materialele metalice tradiționale, materialele din fibră de carbon au avantaje unice în ceea ce privește proprietățile mecanice, ușoare, designabilitate și rezistență la oboseală.Cu toate acestea, eficiența producției și recuperarea dificilă sunt încă blocajele aplicării sale ulterioare.Se crede că fibra de carbon va fi folosită din ce în ce mai mult odată cu inovarea tehnologiei și a procesului.
Ora postării: Iul-07-2021