— Niesamowite możliwości polimerów wzmocnionych włóknem węglowym.
Włókno węgloweWzmocnione kompozyty polimerowe (CFRP) to lekkie, mocne materiały używane do produkcji wielu produktów używanych w naszym codziennym życiu.Jest to termin używany do opisania wzmocnionego włóknemmateriał kompozytowyktóry wykorzystuje włókno węglowe jako główny element konstrukcyjny.Należy zauważyć, że „P” w CFRP może również oznaczać „plastik” zamiast „polimer”.
Ogólnie rzecz biorąc, kompozyty CFRP wykorzystują żywice termoutwardzalne, takie jak epoksyd,poliester lub ester winylowy.Chociażżywice termoplastycznesą stosowane w kompozytach CFRP, „Kompozyty termoplastyczne wzmocnione włóknem węglowym” często mają swój własny akronim, kompozyty CFRTP.
Podczas pracy z kompozytami lub w branży kompozytów ważne jest, aby rozumieć terminy i akronimy.Co ważniejsze, konieczne jest zrozumienieWłaściwości kompozytów FRPi możliwości różnych wzmocnień, takich jak włókno węglowe.
Właściwości kompozytów CFRP
Materiały kompozytowe wzmocnione włóknem węglowym różnią się od innych kompozytów FRP wykorzystujących tradycyjne materiały, takie jak włókno szklane lubwłókno aramidowe.Do korzystnych właściwości kompozytów CFRP należą:
Lekka waga:Tradycyjnykompozyt wzmocniony włóknem szklanymprzy użyciu ciągłego włókna szklanego z 70% włóknem szklanym (waga szkła / masa całkowita), zwykle będzie miało gęstość 0,065 funtów na cal sześcienny.
Tymczasem kompozyt CFRP o tej samej masie włókien wynoszącej 70% może zazwyczaj mieć gęstość 0,055 funtów na cal sześcienny.
Zwiększona siła:Kompozyty z włókna węglowego są nie tylko lżejsze, ale kompozyty CFRP są znacznie mocniejsze i sztywniejsze na jednostkę masy.Jest to prawdą, gdy porównuje się kompozyty z włókna węglowego z włóknem szklanym, ale jeszcze bardziej w porównaniu z metalami.
Na przykład przyzwoitą praktyczną zasadą przy porównywaniu stali z kompozytami CFRP jest to, że struktura z włókna węglowego o równej wytrzymałości często waży 1/5 stali.Można sobie wyobrazić, dlaczego firmy motoryzacyjne badają zastosowanie włókna węglowego zamiast stali.
Porównując kompozyty CFRP z aluminium, jednym z najlżejszych stosowanych metali, przyjmuje się standardowe założenie, że konstrukcja aluminiowa o takiej samej wytrzymałości ważyłaby prawdopodobnie 1,5 raza więcej niż struktura z włókna węglowego.
Oczywiście istnieje wiele zmiennych, które mogą zmienić to porównanie.Gatunek i jakość materiałów może być różna, aw przypadku kompozytówproces produkcji, architektura światłowodu i jakość muszą być brane pod uwagę.
Wady kompozytów CFRP
Koszt:Chociaż jest to niesamowity materiał, istnieje powód, dla którego włókno węglowe nie jest używane w każdym zastosowaniu.Obecnie kompozyty CFRP są w wielu przypadkach nieopłacalne.W zależności od aktualnych warunków rynkowych (podaży i popytu), rodzaju włókna węglowego (klasa lotnicza czy komercyjna) oraz rozmiaru kabla, cena włókna węglowego może się znacznie różnić.
Surowe włókno węglowe w przeliczeniu na funt może być od 5 do 25 razy droższe niż włókno szklane.Ta rozbieżność jest jeszcze większa przy porównaniu stali z kompozytami CFRP.
Przewodność:Może to być zarówno zaletą kompozytów z włókna węglowego, jak i wadą, w zależności od zastosowania.Włókno węglowe jest wyjątkowo przewodzące, podczas gdy włókno szklane jest izolujące.Wieleaplikacje wykorzystują włókno szklanei nie może używać włókna węglowego ani metalu, wyłącznie ze względu na przewodność.
Na przykład w przemyśle użyteczności publicznej wiele produktów musi wykorzystywać włókna szklane.Jest to również jeden z powodów, dla których drabiny wykorzystują włókno szklane jako poręcze drabiny.Jeśli drabina z włókna szklanego zetknie się z linią energetyczną, ryzyko porażenia prądem jest znacznie mniejsze.Nie byłoby tak w przypadku drabiny CFRP.
Chociaż koszt kompozytów CFRP nadal pozostaje wysoki, nowe postępy technologiczne w produkcji nadal pozwalają na bardziej opłacalne produkty.Miejmy nadzieję, że za naszego życia będziemy mogli zobaczyć opłacalne włókno węglowe wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań konsumenckich, przemysłowych i motoryzacyjnych.
Czas wysłania: 10-02-23