— Úžasné schopnosti polymérov vystužených uhlíkovými vláknami.
Uhlíkové vláknoVystužené polymérne kompozity (CFRP) sú ľahké, pevné materiály používané pri výrobe mnohých produktov používaných v našom každodennom živote.Je to termín používaný na opis vlákna vystuženéhokompozitný materiálktorý využíva uhlíkové vlákna ako primárnu konštrukčnú zložku.Je potrebné poznamenať, že „P“ v CFRP môže tiež znamenať „plast“ namiesto „polyméru“.
Vo všeobecnosti CFRP kompozity používajú termosetové živice, ako sú epoxidové,polyester alebo vinylester.Hocitermoplastické živicesa používajú v kompozitoch CFRP, „termoplastické kompozity vystužené uhlíkovými vláknami“ často používajú svoju vlastnú skratku, kompozity CFRTP.
Pri práci s kompozitmi alebo v priemysle kompozitov je dôležité porozumieť termínom a skratkám.Ešte dôležitejšie je, že je potrebné pochopiťvlastnosti FRP kompozitova schopnosti rôznych výstuh, ako sú uhlíkové vlákna.
Vlastnosti CFRP kompozitov
Kompozitné materiály, vystužené uhlíkovými vláknami, sú iné ako ostatné FRP kompozity využívajúce tradičné materiály ako sklolaminát resparamidové vlákno.Medzi výhodné vlastnosti CFRP kompozitov patria:
Nízka hmotnosť:Tradičnýkompozit vystužený sklenými vláknamipri použití kontinuálneho skleneného vlákna s vláknom 70 % skla (hmotnosť skla/celková hmotnosť), bude mať bežne hustotu 0,065 libier na kubický palec.
Medzitým kompozit CFRP s rovnakou hmotnosťou vlákna 70 % môže mať zvyčajne hustotu 0,055 libier na kubický palec.
Zvýšená sila:Kompozity z uhlíkových vlákien majú nielen nižšiu hmotnosť, ale kompozity CFRP sú oveľa pevnejšie a tuhšie na jednotku hmotnosti.To platí pri porovnaní kompozitov z uhlíkových vlákien so sklenenými vláknami, ale ešte viac v porovnaní s kovmi.
Napríklad pri porovnávaní ocele s kompozitmi CFRP platí, že štruktúra uhlíkových vlákien rovnakej pevnosti bude často vážiť 1/5 hmotnosti ocele.Viete si predstaviť, prečo automobilové spoločnosti skúmajú používanie uhlíkových vlákien namiesto ocele.
Pri porovnávaní kompozitov CFRP s hliníkom, jedným z najľahších používaných kovov, sa štandardne predpokladá, že hliníková konštrukcia rovnakej pevnosti by pravdepodobne vážila 1,5-krát väčšiu ako štruktúra uhlíkových vlákien.
Samozrejme, existuje veľa premenných, ktoré by mohli toto porovnanie zmeniť.Trieda a kvalita materiálov môžu byť rôzne a pri kompozitoch môžu byť rôznevýrobný procesje potrebné vziať do úvahy architektúru vlákien a kvalitu.
Nevýhody CFRP kompozitov
Cena:Hoci je to úžasný materiál, existuje dôvod, prečo sa uhlíkové vlákna nepoužívajú v každej jednej aplikácii.V súčasnosti sú kompozity CFRP v mnohých prípadoch cenovo nedostupné.V závislosti od aktuálnych podmienok na trhu (ponuka a dopyt), typu uhlíkových vlákien (letecký alebo komerčný stupeň) a veľkosti vlákna sa cena uhlíkových vlákien môže dramaticky líšiť.
Surové uhlíkové vlákna na báze ceny za libru môžu byť 5-krát až 25-krát drahšie ako sklolaminát.Tento rozdiel je ešte väčší pri porovnaní ocele a kompozitov CFRP.
Vodivosť:To môže byť výhoda kompozitov z uhlíkových vlákien alebo nevýhoda v závislosti od aplikácie.Uhlíkové vlákno je extrémne vodivé, zatiaľ čo sklenené vlákno je izolačné.Veľaaplikácie využívajú sklenené vláknoa nemôže používať uhlíkové vlákna alebo kov, výlučne kvôli vodivosti.
Napríklad v úžitkovom priemysle sa vyžaduje, aby mnohé výrobky používali sklenené vlákna.Je to tiež jeden z dôvodov, prečo rebríky používajú ako rebríky sklenené vlákno.Ak by sa sklolaminátový rebrík dostal do kontaktu s elektrickým vedením, pravdepodobnosť zabitia elektrickým prúdom je oveľa nižšia.To by nebol prípad CFRP rebríka.
Hoci náklady na kompozity CFRP stále zostávajú vysoké, nové technologické pokroky vo výrobe naďalej umožňujú vyrábať cenovo efektívnejšie produkty.Dúfajme, že počas nášho života budeme môcť vidieť nákladovo efektívne uhlíkové vlákna používané v širokej škále spotrebiteľských, priemyselných a automobilových aplikácií.
Čas príspevku: 10-02-23