— Дивовижні можливості полімерів, армованих вуглецевим волокном.
Вуглецеве волокноАрмовані полімерні композити (CFRP) – це легкі, міцні матеріали, які використовуються у виробництві багатьох продуктів, які використовуються в нашому повсякденному житті. Це термін, який використовується для опису армованого волокномкомпозитний матеріалякий використовує вуглецеве волокно як основний структурний компонент. Слід зазначити, що «P» у вуглепластику також може означати «пластик» замість «полімер».
Загалом у композитах CFRP використовуються термореактивні смоли, такі як епоксидна смола,поліестер, або вініловий ефір. Хочатермопластичні смоливикористовуються в CFRP композитах, «термопластичні композити, армовані вуглецевим волокном» часто мають власну абревіатуру, CFRTP композити.
Працюючи з композитами або в індустрії композитів, важливо розуміти терміни та абревіатури. Що ще важливіше, необхідно розумітивластивості FRP композитіві можливості різноманітних посилень, таких як вуглецеве волокно.
Властивості композитів CFRP
Композитні матеріали, посилені вуглецевим волокном, відрізняються від інших композитів FRP використанням традиційних матеріалів, таких як скловолокно абоарамідне волокно. Властивості композитів CFRP, які є перевагами, включають:
Легка вага:Традиційнийармований скловолокном композитвикористання безперервного скловолокна з волокном, що складається з 70% скла (вага скла / загальна вага), зазвичай матиме щільність 0,065 фунтів на кубічний дюйм.
Тим часом композит CFRP з тією самою вагою 70% волокон зазвичай може мати щільність 0,055 фунтів на кубічний дюйм.
Підвищена міцність:Композитні матеріали з вуглецевого волокна не тільки легші, але й композити з вуглепластику набагато міцніші та жорсткіші на одиницю ваги. Це вірно, якщо порівнювати композити з вуглецевого волокна та скловолокна, але тим більше, якщо порівнювати з металами.
Наприклад, пристойне емпіричне правило при порівнянні сталі з композитами CFRP полягає в тому, що структура з вуглецевого волокна однакової міцності часто важить 1/5 ваги сталі. Ви можете собі уявити, чому автомобільні компанії досліджують використання вуглецевого волокна замість сталі.
Порівнюючи композити CFRP з алюмінієм, одним із найлегших використовуваних металів, стандартним припущенням є те, що алюмінієва конструкція однакової міцності важить, швидше за все, у 1,5 рази більше, ніж структура з вуглецевого волокна.
Звичайно, є багато змінних, які можуть змінити це порівняння. Сорт і якість матеріалів може бути різним, а з композитами – своєвиробничий процес, архітектуру волокна та якість необхідно брати до уваги.
Недоліки композитів CFRP
Вартість:Незважаючи на дивовижний матеріал, є причина, чому вуглецеве волокно використовується не в кожному окремому застосуванні. На даний момент композити CFRP у багатьох випадках є непомірно дорогими. Залежно від поточних ринкових умов (попит і пропозиція), типу вуглецевого волокна (аерокосмічний чи комерційний) і розміру волокна, ціна на вуглецеве волокно може різко змінюватися.
Необроблене вуглецеве волокно на основі ціни за фунт може бути від 5 до 25 разів дорожчим за скловолокно. Ця невідповідність стає ще більшою, якщо порівнювати сталь з композитами CFRP.
Провідність:Це може бути як перевагою для композитів з вуглецевого волокна, так і недоліком залежно від застосування. Вуглецеве волокно є надзвичайно провідним, тоді як скловолокно є ізоляційним. багатозастосування використовує скловолокноі не можна використовувати вуглецеве волокно або метал виключно через провідність.
Наприклад, у комунальній промисловості для багатьох продуктів потрібно використовувати скловолокно. Це також одна з причин, чому сходи використовують скловолокно як поручні сходів. Якщо драбина зі скловолокна стикнеться з лінією електропередачі, ймовірність ураження електричним струмом значно нижча. З драбиною з вуглепластику цього не було б.
Хоча вартість композитів CFRP все ще залишається високою, нові технологічні досягнення у виробництві продовжують створювати більш економічно ефективні продукти. Сподіваємося, що протягом нашого життя ми зможемо побачити економічно ефективне вуглецеве волокно, яке використовується в широкому спектрі споживчих, промислових і автомобільних застосувань.
Час розміщення: 10-02-23