Понимание композитов углепластика

— Удивительные возможности полимеров, армированных углеродным волокном.

Углеродное волокноАрмированные полимерные композиты (CFRP) — это легкие и прочные материалы, используемые в производстве многочисленных продуктов, используемых в нашей повседневной жизни. Этот термин используется для описания армированного волокном материала.композитный материалв котором в качестве основного структурного компонента используется углеродное волокно. Следует отметить, что буква «P» в углепластике может также означать «пластик» вместо «полимер».

Обычно в композитах из углепластика используются термореактивные смолы, такие как эпоксидная смола,полиэстер или виниловый эфир. Хотятермопластичные смолыиспользуются в композитах из углепластика, «Термопластиковые композиты, армированные углеродным волокном», часто имеют собственную аббревиатуру, композиты CFRTP.

При работе с композитами или в индустрии композитов важно понимать термины и аббревиатуры. Что еще более важно, необходимо понятьсвойства композитов FRPи возможности различных усилений, таких как углеродное волокно.

Свойства углепластиков

Композитные материалы, армированные углеродным волокном, отличаются от других композитов FRP, в которых используются традиционные материалы, такие как стекловолокно или стекловолокно.арамидное волокно. К преимуществам композитов из углепластика относятся:

Легкий вес:Традиционныйкомпозит, армированный стекловолокномиспользование непрерывного стекловолокна с содержанием стекла на 70% (вес стекла / общий вес) обычно будет иметь плотность 0,065 фунтов на кубический дюйм.

Между тем, композит из углепластика с тем же содержанием волокна в 70% обычно может иметь плотность 0,055 фунта на кубический дюйм.

Повышенная сила:Композиты из углеродного волокна не только легче по весу, но и композиты из углепластика намного прочнее и жестче на единицу веса. Это справедливо при сравнении композитов из углеродного волокна со стекловолокном, но тем более по сравнению с металлами.

Например, хорошее практическое правило при сравнении стали с композитами из углепластика заключается в том, что структура из углеродного волокна одинаковой прочности часто будет весить 1/5 веса стали. Вы можете себе представить, почему автомобильные компании изучают возможность использования углеродного волокна вместо стали.

При сравнении композитов из углепластика с алюминием, одним из самых легких используемых металлов, стандартным предположением является то, что алюминиевая конструкция равной прочности, вероятно, будет весить в 1,5 раза больше конструкции из углеродного волокна.

Конечно, есть много переменных, которые могут изменить это сравнение. Марка и качество материалов могут быть разными, а в случае с композитамипроизводственный процессНеобходимо учитывать архитектуру волокна и качество.

Недостатки углепластиковых композитов

Расходы:Несмотря на удивительный материал, есть причина, по которой углеродное волокно не используется во всех случаях. На данный момент композиты из углепластика во многих случаях являются непомерно дорогостоящими. В зависимости от текущих рыночных условий (спрос и предложение), типа углеродного волокна (аэрокосмический или коммерческий сорт) и размера жгута волокна цена на углеродное волокно может сильно различаться.

Необработанное углеродное волокно по цене за фунт может быть в 5-25 раз дороже, чем стекловолокно. Это несоответствие становится еще больше при сравнении стали с композитами из углепластика.

Проводимость:Это может быть как преимуществом композитов из углеродного волокна, так и недостатком в зависимости от применения. Углеродное волокно обладает высокой проводимостью, а стекловолокно обладает изоляционными свойствами. Многоприложения используют стекловолокнои не может использовать углеродное волокно или металл строго из-за проводимости.

Например, в коммунальной промышленности во многих изделиях используется стекловолокно. Это также одна из причин, почему в качестве перил в лестницах используется стекловолокно. Если лестница из стекловолокна соприкоснется с линией электропередачи, вероятность поражения электрическим током будет намного ниже. Этого не произойдет с лестницей из углепластика.

Хотя стоимость углепластиков по-прежнему остается высокой, новые технологические достижения в производстве продолжают позволять создавать более рентабельные продукты. Будем надеяться, что при нашей жизни мы сможем увидеть экономически эффективное углеродное волокно, используемое в широком спектре потребительских, промышленных и автомобильных применений.