Ang pagkakaiba sa pagitan ng carbon fiber at metal.

Sa maraming mga materyales, ang mga carbon fiber composites (CFRP) ay binabayaran ng higit at higit na pansin para sa kanilang mahusay na tiyak na lakas, tiyak na higpit, paglaban sa kaagnasan, at paglaban sa pagkapagod.

Ang iba't ibang katangian sa pagitan ng carbon fiber composites at metal na materyales ay nagbibigay din sa mga inhinyero ng iba't ibang ideya sa disenyo.

Ang sumusunod ay isang simpleng paghahambing sa pagitan ng mga composite ng carbon fiber at tradisyonal na katangian at pagkakaiba ng metal.

1. Tiyak na higpit at tiyak na lakas

Kung ikukumpara sa mga metal na materyales, ang mga materyales sa carbon fiber ay may magaan, mataas na tiyak na lakas, at tiyak na higpit.Ang modulus ng resin-based na carbon fiber ay mas mataas kaysa sa aluminum alloy, at ang lakas ng resin-based na carbon fiber ay mas mataas kaysa sa aluminum alloy.

2. Designability

Ang mga materyales na metal ay karaniwang lahat ng parehong kasarian, mayroong isang ani o kondisyon na ani phenomenon.At ang single-layer na carbon fiber ay may halatang directivity.

Ang mga mekanikal na katangian sa direksyon ng hibla ay 1 ~ 2 mga order ng magnitude na mas mataas kaysa sa mga nasa vertical na direksyon ng hibla at longitudinal at transverse na mga katangian ng paggugupit, at ang mga kurba ng stress-strain ay linear elastic bago ang bali.

Samakatuwid, ang materyal ng carbon fiber ay maaaring pumili ng anggulo ng pagtula, ang ratio ng pagtula, at ang pagkakasunud-sunod ng pagtula ng single-layer sa pamamagitan ng teorya ng lamination plate.Ayon sa mga katangian ng pamamahagi ng pagkarga, ang higpit at pagganap ng lakas ay maaaring makuha sa pamamagitan ng disenyo, habang ang mga tradisyonal na materyales na metal ay maaari lamang mapalapot.

Kasabay nito, maaaring makuha ang kinakailangang in-plane stiffness at lakas pati na rin ang kakaibang in-plane at out-of-plane coupling stiffness.

3. paglaban sa kaagnasan

Kung ikukumpara sa mga metal na materyales, ang mga materyales sa carbon fiber ay may malakas na acid at alkali resistance.Ang carbon fiber ay isang microcrystalline na istraktura na katulad ng graphite crystal na nabuo sa pamamagitan ng graphitization sa isang mataas na temperatura ng 2000-3000 °C, na may mataas na pagtutol sa medium corrosion, hanggang sa 50% hydrochloric acid, sulfuric acid o phosphoric acid, ang elastic modulus, lakas, at diameter ay nananatiling hindi nagbabago.

Samakatuwid, bilang isang reinforcing material, ang carbon fiber ay may sapat na garantiya sa corrosion resistance, iba't ibang matrix resin sa corrosion resistance ay naiiba.

Tulad ng karaniwang carbon fiber-reinforced epoxy, ang epoxy ay may mas mahusay na paglaban sa panahon at pinapanatili pa rin ang lakas nito.

4. Anti Fatigue

Ang compression strain at mataas na antas ng strain ay ang pangunahing mga kadahilanan na nakakaimpluwensya sa mga katangian ng pagkapagod ng mga composite ng carbon fiber.Ang mga katangian ng pagkapagod ay karaniwang sumasailalim sa mga pagsubok sa pagkapagod sa ilalim ng presyon (R = 10) at presyon ng makunat (r = -1), habang ang mga materyal na metal ay sumasailalim sa mga pagsusuri sa pagkapagod sa ilalim ng presyon (R = 0.1).Kung ikukumpara sa mga bahagi ng metal, lalo na sa mga bahagi ng aluminyo haluang metal, ang mga bahagi ng carbon fiber ay may mahusay na mga katangian ng pagkapagod.Sa larangan ng chassis ng sasakyan at iba pa, ang mga composite ng carbon fiber ay may mas mahusay na mga pakinabang sa aplikasyon.Kasabay nito, halos walang notch effect sa carbon fiber.Ang SN curve ng notched test ay kapareho ng sa unnotched test sa buong buhay ng karamihan sa carbon fiber laminates.

5. Pagbawi

Sa kasalukuyan, ang mature na carbon fiber matrix ay gawa sa thermosetting resin, na mahirap makuha at magamit muli pagkatapos ng curing at cross-linking.Samakatuwid, ang kahirapan sa pagbawi ng carbon fiber ay isa sa mga bottleneck ng pag-unlad ng industriya, at isa ring teknikal na problema na kailangang malutas nang madalian para sa malakihang aplikasyon.Sa kasalukuyan, karamihan sa mga pamamaraan ng pag-recycle sa loob at labas ng bansa ay may mataas na gastos at mahirap gawing industriyalisado.Ang Walter carbon fiber ay aktibong naggalugad ng mga recyclable na solusyon, nakumpleto ang isang bilang ng mga sample ng pagsubok na produksyon, ang epekto ng pagbawi ay mabuti, na may mga kondisyon ng mass production.

Konklusyon

Kung ikukumpara sa mga tradisyunal na materyales na metal, ang mga materyales ng carbon fiber ay may natatanging mga pakinabang sa mga mekanikal na katangian, magaan, kakayahang magamit, at paglaban sa pagkapagod.Gayunpaman, ang kahusayan sa produksyon at mahirap na pagbawi ay ang mga bottleneck pa rin ng karagdagang aplikasyon nito.Ito ay pinaniniwalaan na ang carbon fiber ay gagamitin nang higit pa at higit pa kasabay ng pagbabago ng teknolohiya at proseso.