Հասկանալով CFRP կոմպոզիտները

— Ածխածնային մանրաթելերով ամրացված պոլիմերների զարմանալի հնարավորությունները:

Ածխածնի մանրաթելԱմրապնդված պոլիմերային կոմպոզիտները (CFRP) թեթև, ամուր նյութեր են, որոնք օգտագործվում են մեր առօրյա կյանքում օգտագործվող բազմաթիվ ապրանքների արտադրության մեջ: Այն տերմին է, որն օգտագործվում է մանրաթելերով ամրացվածը նկարագրելու համարկոմպոզիտային նյութորն օգտագործում է ածխածնի մանրաթելը՝ որպես հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչ։ Հարկ է նշել, որ CFRP-ում «P»-ն կարող է նաև նշանակել «պլաստիկ»՝ «պոլիմեր»-ի փոխարեն:

Ընդհանուր առմամբ, CFRP կոմպոզիտներում օգտագործվում են ջերմակայուն խեժեր, ինչպիսիք են էպոքսիդը,պոլիեսթեր կամ վինիլային էսթեր. Չնայածջերմապլաստիկ խեժերօգտագործվում են CFRP կոմպոզիտներում, «Ածխածնային մանրաթելերով ամրացված ջերմապլաստիկ կոմպոզիտներ» հաճախ արտահայտվում են իրենց սեփական հապավումով՝ CFRTP կոմպոզիտներով:

Կոմպոզիտների կամ կոմպոզիտային արդյունաբերության մեջ աշխատելիս կարևոր է հասկանալ տերմիններն ու հապավումները: Ավելի կարևոր է, որ անհրաժեշտ է հասկանալFRP կոմպոզիտների հատկություններըև տարբեր ամրացումների հնարավորությունները, ինչպիսիք են ածխածնային մանրաթելերը:

CFRP կոմպոզիտների հատկությունները

Ածխածնի մանրաթելերով ամրացված կոմպոզիտային նյութերը տարբերվում են այլ FRP կոմպոզիտներից, որոնք օգտագործում են ավանդական նյութեր, ինչպիսիք են ապակեպլաստե կամարամիդ մանրաթել. CFRP կոմպոզիտների օգտակար հատկությունները ներառում են.

Թեթև քաշը:Ավանդականապակեպլաստե ամրացված կոմպոզիտօգտագործելով շարունակական ապակե մանրաթել 70% ապակու մանրաթելով (ապակու քաշը/ընդհանուր քաշը), սովորաբար կունենա 0,065 ֆունտ մեկ խորանարդ դյույմի խտություն:

Միևնույն ժամանակ, CFRP կոմպոզիտը, նույն 70% մանրաթելային քաշով, սովորաբար կարող է ունենալ 0,055 ֆունտ մեկ խորանարդ դյույմի խտություն:

Բարձրացված ուժ.Ոչ միայն ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտներն ավելի թեթև քաշ ունեն, այլև CFRP կոմպոզիտները շատ ավելի ամուր և կոշտ են մեկ միավորի քաշի համար: Սա ճիշտ է, երբ համեմատում ենք ածխածնային մանրաթելերի կոմպոզիտները ապակե մանրաթելի հետ, բայց նույնիսկ ավելին, երբ համեմատում ենք մետաղների հետ:

Օրինակ, պողպատը CFRP կոմպոզիտների հետ համեմատելու պատշաճ կանոնն այն է, որ հավասար ուժով ածխածնային մանրաթելային կառուցվածքը հաճախ կշռում է պողպատի 1/5-րդ մասը: Դուք կարող եք պատկերացնել, թե ինչու են ավտոմոբիլային ընկերությունները հետաքննում պողպատի փոխարեն ածխածնային մանրաթել օգտագործել:

CFRP կոմպոզիտները համեմատելիս օգտագործվող ամենաթեթև մետաղներից մեկի՝ ալյումինի հետ, ստանդարտ ենթադրությունն այն է, որ հավասար ուժով ալյումինե կառուցվածքը հավանաբար կշռում է 1,5 անգամ ավելի, քան ածխածնային մանրաթելային կառուցվածքը:

Իհարկե, կան բազմաթիվ փոփոխականներ, որոնք կարող են փոխել այս համեմատությունը: Նյութերի դասը և որակը կարող են տարբեր լինել, իսկ կոմպոզիտների դեպքում՝արտադրական գործընթաց, մանրաթելային ճարտարապետությունը և որակը պետք է հաշվի առնել:

CFRP կոմպոզիտների թերությունները

Արժեքը:Չնայած զարմանալի նյութին, կա մի պատճառ, թե ինչու ածխածնի մանրաթելը չի ​​օգտագործվում յուրաքանչյուր կիրառման մեջ: Այս պահին CFRP կոմպոզիտները շատ դեպքերում ծախսատար են: Կախված ներկայիս շուկայական պայմաններից (առաջարկ և պահանջարկ), ածխածնային մանրաթելերի տեսակից (օդատիեզերական ընդդեմ առևտրային դասի) և մանրաթելերի քարշակի չափից, ածխածնային մանրաթելի գինը կարող է կտրուկ տարբերվել:

Չմշակված ածխածնային մանրաթելը՝ մեկ ֆունտի համար գնի հիման վրա, կարող է լինել 5-ից 25 անգամ ավելի թանկ, քան ապակեպլաստեը: Այս տարբերությունը նույնիսկ ավելի մեծ է, երբ համեմատում ենք պողպատը CFRP կոմպոզիտների հետ:

Հաղորդունակություն:Սա կարող է լինել և՛ առավելություն ածխածնային մանրաթելային կոմպոզիտների համար, և՛ թերություն՝ կախված կիրառությունից: Ածխածնի մանրաթելը չափազանց հաղորդունակ է, մինչդեռ ապակե մանրաթելը մեկուսիչ է: Շատերըհավելվածները օգտագործում են ապակե մանրաթելև չի կարող օգտագործել ածխածնի մանրաթել կամ մետաղ, խիստ հաղորդունակության պատճառով:

Օրինակ, կոմունալ արդյունաբերության մեջ շատ ապրանքներ պահանջվում են օգտագործել ապակե մանրաթելեր: Դա նաև պատճառներից մեկն է, թե ինչու սանդուղքներն օգտագործում են ապակե մանրաթել որպես սանդուղքի ռելսեր: Եթե ​​ապակեպլաստե սանդուղքը շփվի հոսանքի գծի հետ, ապա էլեկտրահարվելու հավանականությունը շատ ավելի քիչ է: Դա չի լինի CFRP սանդուղքի դեպքում:

Չնայած CFRP կոմպոզիտների արժեքը դեռևս բարձր է, արտադրության ոլորտում նոր տեխնոլոգիական առաջընթացները շարունակում են թույլ տալ ավելի ծախսարդյունավետ արտադրանք: Հուսով ենք, որ մեր կյանքի ընթացքում մենք կկարողանանք տեսնել ծախսարդյունավետ ածխածնային մանրաթել, որն օգտագործվում է սպառողական, արդյունաբերական և ավտոմոբիլային կիրառությունների լայն շրջանակում: