Rozdíl mezi uhlíkovými vlákny a kovem.

Mezi mnoha materiály se stále více pozornosti věnuje kompozitům z uhlíkových vláken (CFRP) pro jejich vynikající specifickou pevnost, specifickou tuhost, odolnost proti korozi a odolnost proti únavě.

Rozdílné vlastnosti mezi kompozity z uhlíkových vláken a kovovými materiály také poskytují inženýrům různé nápady na design.

Následuje jednoduché srovnání mezi kompozity z uhlíkových vláken a tradičními kovovými charakteristikami a rozdíly.

1. Měrná tuhost a měrná pevnost

Ve srovnání s kovovými materiály mají materiály z uhlíkových vláken nízkou hmotnost, vysokou specifickou pevnost a specifickou tuhost.Modul uhlíkového vlákna na bázi pryskyřice je vyšší než modul hliníkové slitiny a pevnost uhlíkového vlákna na bázi pryskyřice je mnohem vyšší než u hliníkové slitiny.

2. Navrhovatelnost

Kovové materiály jsou obvykle všechny stejného pohlaví, existuje fenomén výnosu nebo podmíněného výnosu.A jednovrstvé uhlíkové vlákno má zjevnou směrovost.

Mechanické vlastnosti ve směru vlákna jsou o 1 ~ 2 řády vyšší než ve vertikálním směru vlákna a podélné a příčné smykové vlastnosti a křivky napětí-deformace jsou lineárně elastické před lomem.

Materiál z uhlíkových vláken tedy může zvolit úhel pokládky, poměr pokládky a posloupnost pokládky jedné vrstvy prostřednictvím teorie laminovací desky.Podle charakteristik rozložení zatížení lze tuhost a pevnostní vlastnosti získat konstrukcí, zatímco tradiční kovové materiály lze pouze zahušťovat.

Současně lze získat požadovanou tuhost a pevnost v rovině a také jedinečnou tuhost spojení v rovině a mimo rovinu.

3. Odolnost proti korozi

Ve srovnání s kovovými materiály mají materiály z uhlíkových vláken silnou odolnost vůči kyselinám a zásadám.Uhlíkové vlákno je mikrokrystalická struktura podobná krystalu grafitu vytvořená grafitizací při vysoké teplotě 2000-3000 °C, která má vysokou odolnost proti střední korozi, v kyselině chlorovodíkové, sírové nebo fosforečné až 50%, modul pružnosti, síla a průměr zůstávají v podstatě nezměněny.

Proto má uhlíkové vlákno jako výztužný materiál dostatečnou záruku odolnosti proti korozi, různá matricová pryskyřice v odolnosti proti korozi se liší.

Stejně jako běžný epoxid vyztužený uhlíkovými vlákny má epoxid lepší odolnost proti povětrnostním vlivům a stále si dobře udržuje svou pevnost.

4. Proti únavě

Hlavními faktory ovlivňujícími únavové vlastnosti kompozitů z uhlíkových vláken jsou kompresní deformace a vysoká úroveň deformace.Únavové vlastnosti jsou obvykle podrobeny únavovým zkouškám pod tlakem (R = 10) a tahovým tlakem (r = -1), zatímco kovové materiály jsou podrobeny zkouškám na únavu v tahu pod tlakem (R = 0,1).Ve srovnání s kovovými díly, zejména díly z hliníkové slitiny, mají díly z uhlíkových vláken vynikající únavové vlastnosti.V oblasti automobilových podvozků a tak dále mají kompozity z uhlíkových vláken lepší aplikační výhody.Přitom u uhlíkových vláken není téměř žádný vrubový efekt.Křivka SN testu s vrubem je stejná jako křivka testu bez vrubu po celou dobu životnosti většiny laminátů z uhlíkových vláken.

5. Obnovitelnost

V současnosti je matrice zralých uhlíkových vláken vyrobena z termosetové pryskyřice, kterou je obtížné extrahovat a znovu použít po vytvrzení a zesítění.Obtížnost obnovy uhlíkových vláken je proto jedním z úzkých míst průmyslového rozvoje a také technickým problémem, který je třeba urychleně vyřešit pro použití ve velkém měřítku.V současnosti má většina metod recyklace doma i v zahraničí vysoké náklady a je obtížné je industrializovat.Uhlíková vlákna Walter aktivně zkoumá recyklovatelná řešení, dokončila řadu vzorků zkušební výroby, efekt obnovy je dobrý, s podmínkami hromadné výroby.

Závěr

Ve srovnání s tradičními kovovými materiály mají materiály z uhlíkových vláken jedinečné výhody v mechanických vlastnostech, nízké hmotnosti, navrhovatelnosti a odolnosti proti únavě.Jeho produkční efektivita a obtížná obnova jsou však stále úzká hrdla jeho dalšího uplatnění.Předpokládá se, že uhlíková vlákna budou stále více používána spolu s inovací technologie a procesu.


Čas odeslání: Červenec-07-2021

Pošlete nám svou zprávu:

Zde napište svou zprávu a pošlete nám ji