Разуменне кампазітаў CFRP

— Дзіўныя магчымасці палімераў, армаваных вугляродным валакном.

Вугляроднае валакноУзмоцненыя палімерныя кампазіты (CFRP) - гэта лёгкія, трывалыя матэрыялы, якія выкарыстоўваюцца ў вытворчасці шматлікіх прадуктаў, якія выкарыстоўваюцца ў паўсядзённым жыцці. Гэта тэрмін, які выкарыстоўваецца для апісання армаванага валакномкампазітны матэрыялякі выкарыстоўвае вугляроднае валакно ў якасці асноўнага структурнага кампанента. Варта адзначыць, што "P" у CFRP можа таксама абазначаць "пластык" замест "палімера".

Увогуле, у кампазітах CFRP выкарыстоўваюцца тэрмарэактыўныя смалы, такія як эпаксідная смала,поліэстэр, або вінілавы эфір. Хацятэрмапластычных смолвыкарыстоўваюцца ў кампазітах з вугляпластыку, "армаваныя вугляродным валакном тэрмапластычныя кампазіты" часта ідуць пад уласным абрэвіятурай, кампазіты CFRTP.

Пры працы з кампазітамі або ў індустрыі кампазітаў важна разумець тэрміны і абрэвіятуры. Што яшчэ больш важна, неабходна разумецьўласцівасці FRP кампазітаўі магчымасці розных узмацненняў, такіх як вугляроднае валакно.

Уласцівасці кампазітаў CFRP

Кампазітныя матэрыялы, узмоцненыя вугляродным валакном, адрозніваюцца ад іншых кампазітаў FRP з выкарыстаннем традыцыйных матэрыялаў, такіх як шкловалакно абоараміднага валакна. Пераважныя ўласцівасці кампазітаў CFRP ўключаюць:

Лёгкі вага:Традыцыйныкампазіт, армаваны шкловалакномвыкарыстанне бесперапыннага шкловалакна з 70% валакна шкла (вага шкла / агульная вага), звычайна будзе мець шчыльнасць 0,065 фунтаў на кубічны цаля.

Між тым, кампазіт CFRP з той жа масай валакна ў 70% звычайна можа мець шчыльнасць 0,055 фунтаў на кубічны цаля.

Падвышаная трываласць:Кампазіты з вугляроднага валакна не толькі меншыя, але і кампазіты з вугляпласту значна больш трывалыя і жорсткія на адзінку вагі. Гэта дакладна, калі параўноўваць кампазіты з вугляроднага валакна і шкловалакна, але тым больш, калі параўноўваць з металамі.

Напрыклад, прыстойнае эмпірычнае правіла пры параўнанні сталі з кампазітамі CFRP заключаецца ў тым, што структура з вугляроднага валакна роўнай трываласці часта важыць 1/5 вагі сталі. Вы можаце сабе ўявіць, чаму аўтамабільныя кампаніі расследуюць выкарыстанне вугляроднага валакна замест сталі.

Калі параўноўваць кампазіты CFRP з алюмініем, адным з самых лёгкіх выкарыстоўваных металаў, стандартная здагадка заключаецца ў тым, што алюмініевая канструкцыя аднолькавай трываласці, верагодна, будзе важыць у 1,5 разы больш, чым структура вугляроднага валакна.

Вядома, ёсць шмат зменных, якія могуць змяніць гэтае параўнанне. Гатунак і якасць матэрыялаў можа быць розным, а ў кампазітаў сваёвытворчы працэс, архітэктура валакна і якасць павінны быць прыняты пад увагу.

Недахопы кампазітаў CFRP

Кошт:Нягледзячы на ​​​​выдатны матэрыял, ёсць прычына, па якой вугляроднае валакно выкарыстоўваецца не ва ўсіх выпадках. На дадзены момант кампазітныя матэрыялы CFRP у многіх выпадках з'яўляюцца занадта дарагімі. У залежнасці ад бягучых рынкавых умоў (попыт і прапанова), тыпу вугляроднага валакна (аэракасмічны супраць камерцыйнага) і памеру жгута валакна цана на вугляроднае валакно можа рэзка адрознівацца.

Неапрацаванае вугляроднае валакно па цане за фунт можа быць у 5-25 разоў даражэйшым за шкловалакно. Гэтая розніца становіцца яшчэ большай, калі параўноўваць сталь з кампазітамі CFRP.

Праводнасць:Гэта можа быць як перавагай для кампазітаў з вугляроднага валакна, так і недахопам у залежнасці ад прымянення. Вугляроднае валакно надзвычай праводзіць, а шкловалакно - ізаляцыйнае. Многіяпрыкладанняў выкарыстоўваюць шкловалакно, і не можа выкарыстоўваць вугляроднае валакно або метал, строга з-за праводнасці.

Напрыклад, у камунальнай прамысловасці многія вырабы павінны выкарыстоўваць шкловалакно. Гэта таксама адна з прычын, па якой лесвіцы выкарыстоўваюць у якасці парэнчаў шкловалакно. Калі шклопластыкавая лесвіца датыкаецца з лініяй электраперадачы, верагоднасць паразы электрычным токам значна меншая. З лесвіцай з CFRP гэтага не будзе.

Нягледзячы на ​​тое, што кошт кампазітаў CFRP па-ранейшаму застаецца высокім, новыя тэхналагічныя дасягненні ў вытворчасці працягваюць ствараць больш эканамічна эфектыўныя прадукты. Будзем спадзявацца, што ў нашым жыцці мы зможам убачыць эканамічна эфектыўнае вугляроднае валакно, якое выкарыстоўваецца ў шырокім дыяпазоне спажывецкіх, прамысловых і аўтамабільных прымянення.