Понимание композитов из углепластика

Полимерные композиты, армированные углеродным волокном (CFRP), представляют собой легкие и прочные материалы, используемые в производстве множества продуктов, используемых в нашей повседневной жизни. Это термин, используемый для описания армированного волокном композитного материала, в котором углеродное волокно используется в качестве основного структурного компонента. Следует отметить, что буква «P» в углепластике может также означать «пластик» вместо «полимер».

Как правило, в композитах из углепластика используются термореактивные смолы. такие как эпоксидная смола, полиэфир или сложный виниловый эфир. Хотя термопластические смолы используются в композитах из углепластика, «термопластичные композиты, армированные углеродным волокном» часто называют их собственным акронимом, композиты из углепластика.

При работе с композитами или внутри в индустрии композитов важно понимать термины и сокращения. Что еще более важно, необходимо понимать свойства композитов FRP и возможности различных армирующих материалов, таких как углеродное волокно.

Свойства композитов CFRP

Композитные материалы, армированные углеродным волокном, отличаются от других композитов FRP, в которых используются традиционные материалы, такие как стекловолокно или арамидное волокно. Преимущества композитов из углепластика:

Легкий вес: традиционный композит, армированный стекловолокном, с использованием непрерывного стекловолокна с волокно, состоящее из 70% стекла (вес стекла/общий вес), обычно будет иметь плотность 0,065 фунта на кубический дюйм.

Между тем, углепластик композит, с тем же весом волокна 70%, обычно может иметь плотность 0,055 фунта на кубический дюйм.

Повышенная прочность: Не только композиты из углеродного волокна легче, но и композиты из углепластика намного прочнее и жестче на единицу веса. Это верно при сравнении композитов из углеродного волокна со стекловолокном, но тем более при сравнении с металлами.

Например, неплохое практическое правило при сравнении стали по сравнению с композитами из углепластика состоит в том, что структура из углеродного волокна одинаковой прочности часто будет весить 1/5 веса стали. Вы можете себе представить, почему автомобильные компании исследуют использование углеродного волокна вместо стали.

При сравнении композитов из углепластика с алюминием, одним из самых легких используемых металлов, стандартное предположение состоит в том, что алюминиевая конструкция равной прочности, вероятно, будет весить в 1,5 раза больше, чем структура из углеродного волокна.

Конечно, есть много переменных, которые могут изменить это сравнение . Сорт и качество материалов могут быть разными, и в случае композитов необходимо учитывать производственный процесс, архитектуру волокна и качество.

Недостатки композитов из углепластика

Стоимость: Несмотря на то, что это замечательный материал, есть причина, по которой углеродное волокно не используется во всех сферах применения. В настоящее время композиты из углепластика во многих случаях являются слишком дорогими.. В зависимости от текущих рыночных условий (спрос и предложение), типа углеродного волокна (аэрокосмический или коммерческий) и размера жгута волокна цена на углеродное волокно может сильно различаться.

Необработанное углеродное волокно по цене за фунт может быть в 5-25 раз дороже, чем стекловолокно. Это несоответствие еще больше при сравнении стали с композитами из углепластика.

Электропроводность: Это может быть преимуществом перед углеродным волокном. композиты или недостаток в зависимости от области применения. Углеродное волокно обладает высокой проводимостью, а стекловолокно – изоляционными. Многие приложения используют стекловолокно и не могут использовать углеродное волокно или металл строго из-за проводимости.

Например, в коммунальной промышленности требуется много продуктов. использовать стекловолокно. Это также одна из причин, по которой в качестве перил лестниц используется стекловолокно. Если лестница из стекловолокна соприкоснется с линией электропередачи, вероятность поражения электрическим током будет намного ниже. Это не относится к лестнице из углепластика.

Хотя стоимость композитов из углепластика по-прежнему остается высокой, новые технологические достижения в производстве продолжают позволять производить больше рентабельные продукты. Надеюсь, что в течение нашей жизни мы сможем увидеть экономичное углеродное волокно, используемое в широком спектре потребительских, промышленных и автомобильных приложений.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий