Met koolstofvezel versterkte basismaterialen van composieten
Koolstofvezelversterkt polymeer (CFRP) is een composietmateriaal dat wordt gevormd door koolstofvezels of koolstofvezelweefsels te gebruiken als versterking en hars, keramiek, metaal, cement, koolstof of rubber als matrix. .
Het is een hoogwaardige vezel die het meest wordt gebruikt in de bouw. De organische vezels in de beschermende atmosfeer worden gecarboniseerd door warmtebehandeling onder spanning die wordt uitgeoefend om koolstofvezels te worden met een koolstofgehalte van 90% of meer.
CFRP-materialen werden oorspronkelijk gebruikt in de lucht- en ruimtevaartindustrie en deze technologie is in de jaren 70 gerijpt. In de jaren zestig begonnen de Verenigde Staten CFRP-materialen op het gebied van civiele techniek toe te passen. De experimentele resultaten waren op dat moment echter niet bevredigend en de kosten van de test waren erg hoog. Daarom heeft het onderzoek en de toepassing van FRP-materialen op het gebied van burgerlijke bouwkunde in de komende twee decennia niet veel vooruitgang geboekt. Pas in de jaren tachtig begonnen landen zoals Europa, de Verenigde Staten, Japan en Australië aandacht te besteden aan gerelateerd toegepast onderzoek.
一. Type en structuur van CFRP
Hoe is CFRP gemaakt? Allereerst is koolstofvezel slechts een soort vezel, en het is onmogelijk om onderdelen te maken door het alleen te gebruiken. Daarom wordt de koolstofvezel samen met de hars als een samengesteld materiaal gebruikt. Afhankelijk van het type hars dat wordt gebruikt en de verscheidenheid en status van de koolstofvezel, die in verschillende vormen kan worden gemaakt, zoals geweven stoffen en korte vezels, zijn de eigenschappen van CFRP die worden geproduceerd ook zeer verschillend. Er zijn vier belangrijke tussenliggende substraten (gietmaterialen). De belangrijkste gietmethoden die overeenkomen met deze tussenliggende substraten en vormmaterialen zijn ook verschillend.
二. Thermohardende en thermoplasticiteit
Er zijn twee soorten harsen gebruikt in CFRP, één is een thermohardende hars zoals een epoxyhars of een onverzadigde polyesterhars, en de andere is een thermoplastische hars zoals polypropyleen (PP) of polyamide (PA). De eigenschappen van deze twee harsen variëren.
De thermohardende hars is een monomeer met lage viscositeit in de koolstofvezelimpregneringstrap en polymeriseert vervolgens met verhitting op het moment van vormen om een polymeer (hars) te worden. Omdat de polymerisatiereactie een bepaalde tijd in beslag neemt, is de gietcyclus gewoonlijk lang. De verwarmingstijd is 2 tot 4 uur met behulp van de autoclaafmethode die wordt gebruikt bij de vervaardiging van structurele delen van vliegtuigen.
Wanneer een thermoplastische hars wordt gebruikt, is het vormstuk in wezen hetzelfde als dat van het gebruikelijke harsvormen, en het spuitgieten van het orgaan met kleine afmeting kan in 10 seconden worden voltooid, en zelfs een zeer groot orgaan van grote afmeting kan worden gevormd met 1 minuut tot enkele minuten. Van binnen voltooid. Vanwege de hoge verwerkingsefficiëntie is het eenvoudig om kosten te besparen. Thermoplastische harsen hebben echter hogere smeltviscositeiten dan thermohardende harsen, dus grote persen moeten worden gebruikt bij het verwerken van grote onderdelen.
