إدخال مركب ألياف الكربون

مركب من ألياف الكربون

مركب مصفوفة الراتينج المقوى بألياف الكربون هو نوع جديد من المواد ، وهو مصنوع من مادة البوليمر العضوية مثل المصفوفة وألياف الكربون كتعزيز من خلال العملية المركبة ، وله أداء أفضل بكثير من المكون الأصلي. ". لقد أصبحت واحدة من أهم المواد الهيكلية للطيران نظرًا لقوتها الخاصة العالية ، ومعاملها النوعي العالي ، ومقاومة التعب ، ومقاومة التآكل ، وسلامة التصميم القوية ، والراحة للقولبة المتكاملة لمساحة كبيرة ، والخصائص الكهرومغناطيسية الخاصة.

راتنجات المصفوفة المستخدمة في مركبات مصفوفة الراتنج المقوى بألياف الكربون تنقسم بشكل أساسي إلى فئتين: راتينج بالحرارة وراتنج لدن بالحرارة. يتكون راتينج التصلد بالحرارة من بوليمر أولي متفاعل منخفض الوزن الجزيئي أو بوليمر عالي الوزن الجزيئي مع مجموعة نشطة. أثناء عملية التشكيل ، يتم ربطها وتكثيفها تحت تأثير عامل المعالجة أو الحرارة لتشكيل بنية متصالبة غير قابلة للذوبان. يشيع استخدام راتنجات الايبوكسي ، وراتنج الفينول ، وراتنج أمين الفثالين ثنائي البيزمالي ، وما إلى ذلك. يتكون راتنج البلاستيك الحراري من بوليمر خطي عالي الوزن الجزيئي ، والذي يذوب ويذوب في ظل ظروف معينة ، وتحدث فقط تغيرات فيزيائية. يشيع استخدام البولي إيثيلين ، النايلون ، نظرة خاطفة ، إلخ.

مواد ألياف الكربون الشائعة:

1. مركبات مصفوفة السيراميك المقواة بألياف الكربون

يتمتع السيراميك بمقاومة ممتازة للتآكل ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة درجات الحرارة العالية والاستقرار الكيميائي ، ويستخدم على نطاق واسع في المنتجات الصناعية والمدنية. ومع ذلك ، فإن ضعفها المميت هو هشاشتها ، وهي حساسة للغاية للعيوب الدقيقة مثل التشققات والمسام والشوائب. يمكن للسيراميك المقوى بألياف الكربون تحسين الصلابة بشكل فعال ، وتغيير شكل الكسر الهش للسيراميك ، ومنع الانتشار السريع وانتشار الشقوق في مصفوفة السيراميك. في الوقت الحاضر ، فإن مادة السيراميك المقوى بألياف الكربون الناضجة نسبيًا في الداخل والخارج هي مادة كربيد السيليكون المقوى بألياف الكربون. نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة ذات درجة الحرارة العالية ، فإنه لا يحتاج إلى إجراءات عزل حراري إضافية للعمل في درجات حرارة عالية ، لذلك يستخدم على نطاق واسع في المحركات الجوية ، والمركبات الفضائية القابلة لإعادة الاستخدام وغيرها من المجالات.

2. مركبات الكربون / الكربون

مركب الكربون / الكربون هو اختصار لمركب مصفوفة الكربون المقوى بألياف الكربون ، وهو أيضًا نوع من المركبات المتقدمة. وهي تتألف من ألياف الكربون والنسيج والأقمشة المنسوجة وغيرها من مركبات مصفوفة الكربون المقوى. تتكون مركبات الكربون / الكربون بشكل أساسي من أنواع مختلفة من الكربون ، مثل ألياف الكربون ، وراتنج الكربون ، والكربون المترسب. هذا النوع من المركب ، الذي يتكون من عناصر كربونية نقية مصممة ومصنعة بالكامل بشكل مصطنع ، لها العديد من الخصائص الممتازة. بالإضافة إلى القوة العالية والصلابة العالية واستقرار الأبعاد ومقاومة الأكسدة ومقاومة التآكل ، فهي تتمتع أيضًا بصلابة عالية للكسر واللدونة الكاذبة. خاصة في بيئة درجات الحرارة المرتفعة ، فهي تتمتع بقوة عالية ، ولا تذوب ، ولا تحترق ، وتستأصل فقط بشكل موحد ، وهو أمر لا يضاهى مع أي مادة معدنية. لذلك ، فهي تستخدم على نطاق واسع في مجالات التكنولوجيا العالية مثل الرؤوس الحربية للصواريخ وفوهات محركات الصواريخ الصلبة وأقراص فرامل الطائرات.

3. مركبات مصفوفة معدنية مقواة بألياف الكربون

مركب مصفوفة معدنية مقواة بألياف الكربون عبارة عن مادة مركبة مع ألياف الكربون مثل الألياف المقواة والمعدن مثل المصفوفة. مقارنة بالمواد المعدنية ، تتمتع مركبات المصفوفة المعدنية المقواة بألياف الكربون بقوة أعلى ومعامل محدد ؛ بالمقارنة مع السيراميك ، فهي تتميز بصلابة عالية ومقاومة للتأثيرات. يستخدم الألمنيوم والمغنيسيوم والنيكل والتيتانيوم وسبائكها في الغالب كمصفوفة معدنية. من بينها ، تعد تقنية التحضير لمركبات الألمنيوم والمغنيسيوم المقوى بألياف الكربون ناضجة نسبيًا. تتمثل الصعوبة التقنية الرئيسية في تصنيع مركبات المصفوفة المعدنية المقواة بألياف الكربون في الطلاء السطحي لألياف الكربون ، وذلك لمنع تلف ألياف الكربون أثناء عملية التركيب ، وبالتالي تقليل الأداء العام للمركبات. في الوقت الحاضر ، يعتمد تعديل سطح ألياف الكربون بشكل أساسي على ترسيب البخار ، وطريقة الصوديوم السائل ، وما إلى ذلك عند تحضير مركبات المصفوفة المعدنية المقواة بألياف الكربون ، ولكن عمليتها المعقدة وتكلفتها العالية تحد من تعزيز وتطبيق مركبات المصفوفة المعدنية المقواة بألياف الكربون.

4. مركب من الأسمنت المقوى بالألياف الكربونية

يتم تصنيع مركبات الأسمنت المقوى بألياف الكربون (CFRC) عن طريق إضافة ألياف الكربون في مصفوفة الأسمنت ، والتي تسمى الخرسانة المسلحة بالألياف. تعد إضافة ألياف الكربون عالية القوة إلى المواد القائمة على الأسمنت إجراءً هامًا لتحسين مقاومة التشقق ، وعدم النفاذية ، وقوة القص ومعامل المرونة لمركبات الأسمنت ، والتحكم في انتشار الشقوق ، وتحسين مقاومة القلويات القوية ، وتعزيز قدرة التشوه.

بالإضافة إلى ذلك ، تتميز ألياف الكربون أيضًا بخاصية التخميد الاهتزازي ، والتي يمكنها امتصاص موجة الاهتزاز وتحسين المقاومة الزلزالية وقوة الانحناء بأكثر من عشر مرات. ما هو أكثر قيمة هو أن ألياف الكربون لديها الموصلية. إضافته إلى مصفوفة الأسمنت يمنح مصفوفة الأسمنت ذكاءً ، مما يوسع نطاق تطبيق الخرسانة بشكل كبير.

سطح مركب CFRC لن يتصدع تحت الحمل. إن قوتها الشد وقوة الانحناء ومتانة الكسر أعلى بعدة إلى عشر مرات من تلك التي لا تحتوي على تقوية ، كما أن صلابة تأثيرها كبيرة أيضًا. يبلغ طول ألياف الكربون المستخدمة للأسمنت المقوى بألياف الكربون المقطعة {0} نانومتر بشكل عام ، وقطرها 7-20 ميكرومتر. تتراوح قوة الشد من 0. 5 إلى 0.8 جيجا باسكال. قوة الأسمنت العادي بشكل عام 11.76MPa. إذا تمت إضافة 15 بالمائة من ألياف الكربون بالوزن ، يمكن أن تصل القوة إلى 245 ميجا باسكال ؛ إذا كانت كمية المزيج 20 بالمائة ، يمكن أن تصل القوة إلى 548.8 ميجا باسكال.

بالإضافة إلى ذلك ، بالمقارنة مع الخرسانة العادية ، يتمتع CFRC بمزايا الوزن الخفيف والقوة العالية والسيولة الجيدة والانتشار القوي وجودة السطح العالية بعد التشكيل. عند استخدامه كقسم ، يكون أرق بمقدار 1/2 ~ 1/3 من القسم المصنوع من الخرسانة العادية ، ووزنه 1/2 ~ 1/3 أخف. يحتوي CFRC على مجموعة متنوعة من المواصفات ، من بينها الخرسانة المسلحة المصنوعة من ألياف الكربون المختصرة والتي تستخدم بشكل أساسي في السقف ، والجدار الخارجي ، والجدار الداخلي ، والأرض ، والسقف ، وما إلى ذلك ؛ تستخدم خرسانة الألياف الطويلة في المكونات الحاملة. المكونات المصنوعة منه لها أبعاد مستقرة ، ولها أيضًا مقاومة للكهرباء الساكنة ، ومقاومة للتآكل ، ومقاومة للتآكل وخصائص أخرى. لذلك ، تطورت الأبحاث حول أداء CFRC بسرعة في السنوات الأخيرة.

المصدر: https: //mp.weixin.qq.com/s/Y5MDhISUCvmcr5guRRpJSg