Osnove kompozita, ojačane z ogljikovimi vlakni
Polimer iz ojačanega ogljikovega vlakna (CFRP) je kompozitni material, ki je nastal z uporabo ogljikovih vlaken ali tkanin iz ogljikovih vlaken kot armirna in smola, keramika, kovina, cement, ogljik ali guma kot matrica. .
To je visoko zmogljivo vlakno, ki se najbolj uporablja v gradbeništvu. Organska vlakna v zaščitni atmosferi se karizirajo s toplotno obdelavo pod napetostjo, ki se uporablja, da postane ogljikova vlakna z vsebnostjo ogljika 90% ali več.
Materiali CFRP so bili prvotno uporabljeni v letalski in vesoljski industriji, ta tehnologija pa je zorela v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. V šestdesetih letih so Združene države začele uporabljati materiale CFRP na področju gradbeništva. Vendar pa eksperimentalni rezultati takrat niso bili zadovoljivi, stroški testa pa so bili zelo visoki. Zato raziskave in uporaba materialov FRP na področju civilnega inženirstva v naslednjih dveh desetletjih niso dosegle veliko napredka. Šele v osemdesetih letih so države, kot so Evropa, ZDA, Japonska in Avstralija, začele posvečati pozornost povezanim uporabnim raziskavam.
一. Vrsta in struktura CFRP
Kako je CFRP izdelan? Prvič, ogljikova vlakna so le nekakšna vlakna in je nemogoče izdelati dele z uporabo same. Zato se ogljikova vlakna uporabijo kot kompozitni material skupaj s smolo. Glede na vrsto uporabljene smole in raznolikost in stanje ogljikovih vlaken, ki jih lahko izdelamo v različnih oblikah, kot so tkanine in kratka vlakna, so lastnosti proizvedenega CFRP tudi zelo različne. Obstajajo štiri glavne vmesne podlage (materiali za oblikovanje). Glavne metode oblikovanja, ki ustrezajo tem vmesnim substratom in materialom za oblikovanje, so tudi različne.
二. Termosetiranje in termoplastičnost
V CFRP se uporabljata dve vrsti smol, ena je termosetilna smola, kot je epoksi smola ali nenasičena poliestrska smola, druga pa termoplastična smola, kot je polipropilen (PP) ali poliamid (PA). Lastnosti teh dveh smol se razlikujejo.
Termosetilna smola je nizko-viskozni monomer v stopnji impregnacije ogljikovih vlaken in nato polimerizira s segrevanjem v času oblikovanja, da postane polimer (smola). Ker polimerizacijska reakcija traja določen čas, je cikel oblikovanja običajno dolg. Čas ogrevanja je od 2 do 4 ure z uporabo avtoklavne metode, ki se uporablja pri izdelavi konstrukcijskih delov letal.
Kadar se uporablja termoplastična smola, je oblikovanje v bistvu enako kot pri običajnem oblikovanju smol, brizganje majhnega dela pa se lahko zaključi v 10 sekundah, lahko pa se oblikuje tudi zelo velik velik velik element za 1 minuto do nekaj minut. Končano znotraj. Zaradi visoke učinkovitosti obdelave je enostavno doseči zmanjšanje stroškov. Vendar imajo termoplastične smole višjo viskoznostjo taline kot termoreaktivne smole, zato je pri obdelavi velikih delov treba uporabiti velike stiskalnice.
