CFRP kompozitų supratimas

- Nuostabios anglies pluoštu sustiprintų polimerų galimybės.

Anglies pluoštasSustiprinti polimeriniai kompozitai (CFRP) yra lengvos, stiprios medžiagos, naudojamos gaminant daugybę kasdieniame gyvenime naudojamų gaminių. Tai terminas, naudojamas apibūdinti pluoštu sustiprintąkompozicinė medžiagakuris naudoja anglies pluoštą kaip pagrindinį konstrukcinį komponentą. Reikėtų pažymėti, kad „P“ CFRP taip pat gali reikšti „plastiką“, o ne „polimerą“.

Paprastai CFRP kompozituose naudojamos termoreaktingos dervos, tokios kaip epoksidinė derva,poliesteris arba vinilo esteris. Norstermoplastinės dervosyra naudojami CFRP kompozituose, „anglies pluoštu sustiprinti termoplastiniai kompozitai“ dažnai vadinami savo akronimu, CFRTP kompozitai.

Dirbant su kompozitais arba kompozitų pramonėje svarbu suprasti terminus ir akronimus. Dar svarbiau, kad būtina suprastiFRP kompozitų savybėsir įvairių sutvirtinimų, tokių kaip anglies pluoštas, galimybes.

CFRP kompozitų savybės

Kompozitinės medžiagos, sutvirtintos anglies pluoštu, skiriasi nuo kitų FRP kompozitų, naudojančių tradicines medžiagas, tokias kaip stiklo pluoštas arbaaramido pluoštas. CFRP kompozitų savybės yra naudingos:

Lengvas svoris:Tradicinisstiklo pluoštu sustiprintas kompozitasnaudojant ištisinį stiklo pluoštą, kurio pluoštas sudaro 70 % stiklo (stiklo masė / bendras svoris), paprastai bus 0,065 svarų kubiniame colyje tankis.

Tuo tarpu CFRP kompozito, kurio pluošto masė yra tokia pati 70 %, tankis paprastai gali būti 0,055 svaro kubiniame colyje.

Padidėjęs stiprumas:Anglies pluošto kompozitai ne tik yra lengvesni, bet ir CFRP kompozitai yra daug tvirtesni ir standesni svorio vienetui. Tai tiesa lyginant anglies pluošto kompozitus su stiklo pluoštu, bet dar labiau, kai lyginama su metalais.

Pavyzdžiui, tinkama taisyklė lyginant plieną su CFRP kompozitais yra ta, kad vienodo stiprumo anglies pluošto struktūra dažnai sveria 1/5 plieno svorio. Galite įsivaizduoti, kodėl automobilių įmonės tiria anglies pluošto naudojimą vietoj plieno.

Lyginant CFRP kompozitus su aliuminiu, vienu iš lengviausių naudojamų metalų, daroma standartinė prielaida, kad vienodo stiprumo aliuminio struktūra greičiausiai svertų 1,5 karto daugiau nei anglies pluošto struktūra.

Žinoma, yra daug kintamųjų, galinčių pakeisti šį palyginimą. Medžiagų klasė ir kokybė gali būti skirtinga, o naudojant kompozitus,gamybos procesasreikia atsižvelgti į pluošto architektūrą ir kokybę.

CFRP kompozitų trūkumai

Kaina:Nors medžiaga yra nuostabi, yra priežastis, kodėl anglies pluoštas naudojamas ne kiekvienu atveju. Šiuo metu CFRP kompozitai daugeliu atvejų yra draudžiami. Priklausomai nuo dabartinių rinkos sąlygų (pasiūlos ir paklausos), anglies pluošto tipo (orlaivių ir komercinės klasės) ir pluošto pakulos dydžio, anglies pluošto kaina gali labai skirtis.

Žaliavinio anglies pluošto kaina už svarą gali būti nuo 5 iki 25 kartų brangesnė nei stiklo pluoštas. Šis skirtumas yra dar didesnis lyginant plieną su CFRP kompozitais.

Laidumas:Tai gali būti tiek anglies pluošto kompozitų pranašumas, tiek trūkumas, priklausomai nuo taikymo srities. Anglies pluoštas yra ypač laidus, o stiklo pluoštas yra izoliuojantis. Daugelisprogramose naudojamas stiklo pluoštas, ir negali naudoti anglies pluošto ar metalo, griežtai dėl laidumo.

Pavyzdžiui, komunalinėje pramonėje daugeliui gaminių reikia naudoti stiklo pluoštą. Tai taip pat viena iš priežasčių, kodėl kopėčiose naudojamas stiklo pluoštas kaip kopėčių bėgiai. Jei stiklo pluošto kopėčios liestųsi su elektros linija, elektros smūgio tikimybė yra daug mažesnė. Taip nebūtų su CFRP kopėčiomis.

Nors CFRP kompozitų kaina tebėra didelė, gamybos technologinė pažanga ir toliau leidžia gaminti ekonomiškesnius produktus. Tikimės, kad per visą savo gyvenimą pamatysime ekonomišką anglies pluoštą, naudojamą įvairiose vartotojų, pramonės ir automobilių srityse.