Perbezaan antara serat karbon dan logam.

Di antara banyak bahan, komposit serat karbon (CFRP) telah diberi perhatian kerana kekuatan spesifiknya yang sangat baik, kekakuan tertentu, ketahanan kakisan, dan ketahanan terhadap keletihan.

Ciri-ciri yang berbeza antara komposit gentian karbon dan bahan logam juga memberikan idea reka bentuk yang berbeza kepada jurutera.

Berikut ini adalah perbandingan mudah antara komposit serat karbon dan ciri dan perbezaan logam tradisional.

1. Kekakuan dan kekuatan tertentu

Berbanding dengan bahan logam, bahan serat karbon mempunyai ringan, kekuatan spesifik tinggi, dan kekakuan tertentu. Modulus serat karbon berasaskan resin lebih tinggi daripada aloi aluminium, dan kekuatan serat karbon berasaskan resin jauh lebih tinggi daripada aloi aluminium.

2. Reka bentuk

Bahan logam biasanya sama jenis kelamin, terdapat fenomena hasil atau hasil bersyarat. Dan serat karbon lapisan tunggal mempunyai arah yang jelas.

Sifat mekanikal di sepanjang arah gentian adalah 1 ~ 2 urutan magnitud lebih tinggi daripada di sepanjang arah serat menegak dan sifat ricih membujur dan melintang, dan lengkung tegangan tegangan adalah elastik linear sebelum patah tulang.

Oleh itu, bahan serat karbon dapat memilih sudut peletakan, nisbah peletakan, dan urutan peletakan lapisan tunggal melalui teori plat laminasi. Mengikut ciri-ciri pengagihan beban, prestasi kekakuan dan kekuatan dapat diperoleh dengan reka bentuk, sementara bahan logam tradisional hanya dapat menebal.

Pada masa yang sama, kekukuhan dan kekuatan dalam pesawat yang diperlukan serta kekakuan gandingan dalam dan luar pesawat yang unik dapat diperoleh.

3. Rintangan kakisan

Berbanding dengan bahan logam, bahan serat karbon mempunyai ketahanan terhadap asid dan alkali yang kuat. Serat karbon adalah struktur mikrokristal yang serupa dengan kristal grafit yang dibentuk oleh grafit pada suhu tinggi 2000-3000 ° C, yang mempunyai ketahanan tinggi terhadap kakisan sederhana, hingga 50% asid hidroklorik, asid sulfurik atau asid fosforik, modulus elastik, kekuatan, dan diameter pada dasarnya tidak berubah.

Oleh itu, sebagai bahan penguat, serat karbon mempunyai jaminan yang cukup dalam ketahanan kakisan, resin matriks yang berbeza dalam ketahanan kakisan adalah berbeza.

Seperti epoksi yang diperkuat dengan serat karbon biasa, epoksi mempunyai ketahanan cuaca yang lebih baik dan masih mengekalkan kekuatannya dengan baik.

4. Anti Keletihan

Strain mampatan dan tahap regangan tinggi adalah faktor utama yang mempengaruhi sifat keletihan komposit gentian karbon. Sifat keletihan biasanya dikenakan ujian keletihan di bawah tekanan (R = 10) dan tekanan tegangan (r = -1), sementara bahan logam dikenakan ujian keletihan tegangan di bawah tekanan (R = 0.1). Berbanding dengan bahagian logam, terutamanya bahagian aloi aluminium, bahagian serat karbon mempunyai sifat keletihan yang sangat baik. Dalam bidang casis kenderaan dan sebagainya, komposit serat karbon mempunyai kelebihan aplikasi yang lebih baik. Pada masa yang sama, hampir tidak ada kesan pada serat karbon. Keluk SN ujian takuk sama dengan ujian tak bertanda sepanjang hayat kebanyakan lamina serat karbon.

5. Pemulihan

Pada masa ini, matriks serat karbon matang terbuat dari termosetting resin, yang sukar diekstraksi dan digunakan lagi setelah pengawetan dan silang. Oleh itu, kesukaran pemulihan serat karbon adalah salah satu halangan pembangunan industri, dan juga masalah teknikal yang perlu segera diselesaikan untuk aplikasi berskala besar. Pada masa ini, kebanyakan kaedah kitar semula di dalam dan luar negara mempunyai kos yang tinggi dan sukar untuk diindustrikan. Serat karbon Walter aktif mencari penyelesaian yang dapat dikitar semula, telah menyelesaikan sejumlah sampel pengeluaran percubaan, kesan pemulihannya baik, dengan keadaan pengeluaran besar-besaran.

Kesimpulannya

Berbanding dengan bahan logam tradisional, bahan serat karbon mempunyai kelebihan unik dalam sifat mekanik, ringan, reka bentuk, dan tahan keletihan. Walau bagaimanapun, kecekapan pengeluarannya dan pemulihannya yang sukar masih menjadi penghambat penerapannya. Dipercayai bahawa serat karbon akan digunakan lebih banyak seiring dengan inovasi teknologi dan proses.


Masa pengeposan: 07-07-2021