Bland många material har kolfiberkompositer (CFRP) fått mer och mer uppmärksamhet för deras utmärkta specifika styrka, specifika styvhet, korrosionsbeständighet och utmattningsbeständighet.
De olika egenskaperna mellan kolfiberkompositer och metallmaterial ger också ingenjörer olika designidéer.
Följande kommer att vara en enkel jämförelse mellan kolfiberkompositer och traditionella metallegenskaper och skillnader.
1. Specifik styvhet och specifik styrka
Jämfört med metallmaterial har kolfibermaterial låg vikt, hög specifik hållfasthet och specifik styvhet.Modulen för hartsbaserad kolfiber är högre än för aluminiumlegering, och hållfastheten hos hartsbaserad kolfiber är mycket högre än för aluminiumlegering.
2. Designbarhet
Metallmaterial är vanligtvis alla av samma kön, det finns en avkastning eller villkorad avkastning fenomen.Och kolfibern i ett lager har uppenbar riktning.
De mekaniska egenskaperna längs fiberriktningen är 1 ~ 2 storleksordningar högre än de längs vertikal fiberriktning och längsgående och tvärgående skjuvningsegenskaper, och spännings-töjningskurvorna är linjärelastiska före brott.
Därför kan kolfibermaterialet välja läggningsvinkeln, läggningsförhållandet och läggningssekvensen för enkelskiktet genom lamineringsplattateorin.Enligt egenskaperna hos lastfördelningen kan styvheten och hållfastheten erhållas genom design, medan traditionella metallmaterial endast kan förtjockas.
Samtidigt kan den erforderliga styvheten och styrkan i planet samt den unika kopplingsstyvheten i planet och utanför planet erhållas.
3. Korrosionsbeständighet
Jämfört med metallmaterial har kolfibermaterial stark syra- och alkalibeständighet.Kolfiber är en mikrokristallin struktur som liknar grafitkristall bildad genom grafitisering vid en hög temperatur på 2000-3000 °C, som har hög motståndskraft mot medelkorrosion, i upp till 50 % saltsyra, svavelsyra eller fosforsyra, elasticitetsmodulen, styrka och diameter förblir i princip oförändrade.
Därför, som ett förstärkningsmaterial, har kolfiber tillräcklig garanti för korrosionsbeständighet, olika matrisharts i korrosionsbeständighet är olika.
Precis som den vanliga kolfiberförstärkta epoxin har epoxin bättre väderbeständighet och behåller fortfarande sin styrka väl.
4. Anti Fatigue
Kompressionstöjningen och den höga töjningsnivån är de viktigaste faktorerna som påverkar utmattningsegenskaperna hos kolfiberkompositer.Utmattningsegenskaperna utsätts vanligtvis för utmattningstesterna under tryck (R = 10) och dragtryck (r =-1), medan metallmaterialen utsätts för dragutmattningstest under tryck (R = 0,1).Jämfört med metalldelar, särskilt delar av aluminiumlegeringar, har kolfiberdelar utmärkta utmattningsegenskaper.Inom området bilchassier och så vidare har kolfiberkompositer bättre tillämpningsfördelar.Samtidigt finns det nästan ingen hackeffekt i kolfiber.SN-kurvan för det skårade testet är densamma som det för det omärkta testet under hela livslängden för de flesta kolfiberlaminat.
5. Återvinningsbarhet
För närvarande är den mogna kolfibermatrisen gjord av härdplast, vilket är svårt att extrahera och användas igen efter härdning och tvärbindning.Därför är svårigheten med kolfiberåtervinning en av flaskhalsarna i industriell utveckling, och också ett tekniskt problem som måste lösas omedelbart för storskalig tillämpning.I dagsläget har de flesta återvinningsmetoderna hemma och utomlands höga kostnader och är svåra att industrialisera.Walter kolfiber utforskar aktivt återvinningsbara lösningar, har genomfört ett antal prover av provproduktion, återvinningseffekten är god, med massproduktionsförhållanden.
Slutsats
Jämfört med traditionella metallmaterial har kolfibermaterial unika fördelar i mekaniska egenskaper, lättvikt, designbarhet och utmattningsbeständighet.Dess produktionseffektivitet och svåra återhämtning är dock fortfarande flaskhalsarna för dess vidare tillämpning.Man tror att kolfiber kommer att användas mer och mer tillsammans med innovationen av teknik och process.
Posttid: 2021-07-07