An chomparáid feidhmíochta idir snáithín carbóin teirmeaplaisteach agus snáithín carbóin thermosetting d'iarratais aeraspáis.
Ó na mílaoise nua, tá éachtaí suntasacha déanta i dtaighde agus iniúchadh ábhar ilchodach nua éagsúla, mar shampla snáithíní gloine, snáithín carbóin, agus cumaisc snáithíní aramid a bhfuil tóir orthu faoi láthair. Tabharfaidh an t-alt seo isteach snáithín carbóin agus a chomhchodanna, ar a dtugtar "ór dubh." Tá snáithín carbóin thart le breis agus céad bliain, agus le forbairt leanúnach, d'aimsigh sé iarratais de réir a chéile i dtrealamh spóirt agus gluaisteáin rásaíochta Foirmle 1. Faoi láthair, is é an t-ábhar príomhshrutha ná comhdhúile snáithíní carbóin thermosetting, lena n-áirítear roisíní thermosetting cosúil le roisín eapocsa, roisín feanólach, agus roisín bismaleimide.
Tá comhdhúile teirmeaplaisteacha snáithíní carbóin níos oiriúnaí d'iarratais aeraspáis.
Leis an taighde méadaithe ar shnáithín carbóin agus plaistigh éagsúla, fuarthas amach gur féidir le plaistigh speisialtachta mar mhaitrís i gcomhar le snáithín carbóin tréithe ardfheidhmíochta snáithíní carbóin a ghiaráil níos fearr. Más féidir cumaisc theirmeaplaisteacha athneartaithe le snáithín carbóin leanúnach a olltáirgeadh, bainfidh an earnáil thionsclaíoch ar fad leas, agus beidh fás suntasach ar thionscail ard-deireadh mar réimsí aeraspáis agus leighis. Faoi láthair, tá na buntáistí a bhaineann le cumaisc roisín eapocsa snáithín carbóin-cosúil le neart ard, creep íseal, modulus ard, agus costas íseal - cruthaithe infheidhme maidir leis an réimse aeraspáis. Mar sin féin, tá a laigí soiléir go leor freisin, lena n-áirítear brittleness ard, so-ghabhálacht i scoilteadh, agus rátaí arda ionsú taise, a chruthaíonn rioscaí iarratais áirithe. Is féidir le hionchorprú na n-ábhar maitrís teirmeaplaisteacha aghaidh a thabhairt ar na heasnaimh feidhmíochta seo agus féidearthachtaí nua a oscailt do chomhchodanna snáithíní carbóin.
Tá go leor plaistigh speisialtachta ardfheidhmíochta ann, mar shampla Polyether Ether Ketone (PEEK), Polyether Ketone Ketone (PEKK), Polyether Ketone Ether Ketone Ketone (PEKEKK), Polyether Imide (PEI), Polyphenylene Sulfide (PPS), agus Polyamide (PA ). Is féidir leis na roisíní maitrís teirmeaplaisteacha seo struchtúr fisiceach níos fearr agus airíonna ceimiceacha a sholáthar do shnáithín carbóin. Ag glacadh le Polyether Ether Ketone (PEEK) mar shampla, tá teocht trasdula gloine (Tg) de thart ar 150 céim aige agus pointe leá de thart ar 370 céim, rud a chuireann go mór le friotaíocht ardteochta na gcomhchodanna snáithíní carbóin. Ina theannta sin, coinníonn sé airíonna dúchasacha snáithín carbóin níos fearr, rud a chinntíonn neart maith, toughness, friotaíocht ceimiceach agus friotaíocht tuaslagóirí. Tá cobhsaíocht theirmeach den scoth, moilliú lasair, agus tairiseach tréleictreach íseal ag PEEK freisin, rud a fhágann go bhfuil sé ar cheann de na hábhair a bhfuil an-éileamh orthu le haghaidh feidhmeanna aeraspáis sa todhchaí.
Comparáid Feidhmíochta idir Snáithín Carbóin Teirmeaplaisteach agus Teirmshuíomh le haghaidh Feidhmchláir Aeraspáis
Tá dianstaidéir déanta ag foirne taighde ar chomhchodanna snáithíní carbóin teirmeasúite agus teirmeaplaisteacha le haghaidh feidhmeanna aeraspáis, ag déanamh comparáide idir comhdhúile polyether ketone treisithe snáithín carbóin (PEK) le cumaisc roisín eapocsa treisithe snáithín carbóin.
1.Carbon Fiber Treisithe Polyether Céatóin Pláta: Tá an ilchodach seo comhdhéanta de laminate déanta as snáithín carbóin 60% agus 40% polyether ketone (PEK). Gnéithe sé deich sraitheanna de shnáithín déthreorach carbóin a chuirtear idir aon sraith déag de PEK, le scannán PEK ar an mbarr agus an bun. Tá an CF/PEK cruachta brúite ag 410 céim faoi bhrú 10 mBarra ar feadh 30 nóiméad.
Pláta roisín eapocsa Snáithín 2.Carbon: Úsáideann an ilchodach seo roisín eapocsa LY556 mar an t-ábhar maitrís, treisithe le fabraic déthreorach carbóin. Ag teocht an tseomra, cuirtear gníomhaire curing HY951 leis an roisín eapocsa, measctha i gcóimheas 100:12. Coinnítear an t-atreisiú snáithín carbóin ag 60 wt%, agus mar thoradh air sin úsáidtear laminate roisín epocsa snáithín carbóin thart ar 3 mm tiubh ag baint úsáide as deich sraitheanna fabraice.
Modheolaíocht 3.Testing: Rinneadh tástálacha feidhmíochta meicniúla ar an dá chineál plátaí snáithíní carbóin a luaitear thuas, lena n-áirítear tástáil teanntachta, tástáil cruas, agus tástáil toughness briste. Ina theannta sin, rinneadh tástálacha feidhmíochta teirmeacha ar an dá phláta snáithíní carbóin, lena n-áirítear tástálacha calraiméadrachta scanadh difreálach (DSC) agus innéacs ocsaigine teorann (LOI).
Taispeáin Torthaí Tástála 4.Performance:
A. Neart Teanntachta agus Modal: Is é 425 MPa agus 7.8 GPa meán-neart teanntachta agus modulus na gcomhchodanna polyether ketone treisithe snáithín carbóin (PEK), faoi seach, agus is é 311 MPa agus 5.2 GPa meán-neart teanntachta agus modulus na gcomhchodanna roisín epocsa treisithe snáithín carbóin ná 311 MPa agus 5.2 GPa, faoi seach. Is é 9.43% an fadú ag briseadh do chomhchodanna PEK athneartaithe le snáithín carbóin ná 9.43%, ach is é 11.32% an fadú do chomhchodanna roisín eapocsa treisithe le snáithín carbóin.
B. Cruas: Nuair a chuirtear snáithín carbóin leis an maitrís, méadaíonn cruas iomlán an chomhdhéanta, rud a léiríonn go bhfeabhsaíonn an filler friotaíocht le dífhoirmiúchán plaisteach. Is iad na luachanna cruas do PEK agus roisín eapocsa ná 87 agus 85, faoi seach, agus luachanna cruas ilchodacha comhfhreagracha de 94 agus 89, rud a léiríonn aon difríocht shuntasach.
C. Toughness Fracture: Mar gheall ar brittleness roisín eapocsa, laghduithe ar an toughness briste na snáithíní carbóin treisithe roisín eapocsa ilchodach de réir mar a laghdaíonn an toughness maitrís. I gcodarsnacht leis sin, taispeánann an maitrís PEK toughness níos fearr, rud a fhágann go bhfuil toughness feabhsaithe i gcomhchodanna PEK treisithe snáithíní carbóin. Is é an t-ualach uasta a mheastar agus an toughness briste á ríomh ná an t-ualach uasta is féidir leis an ábhar a sheasamh roimh bhriseadh i dtástáil SENB; comhfhreagraíonn fachtóir déine struis níos airde (Kic) do toughness níos airde. Léiríonn na torthaí gurb é 13.71 MPa·√m an Kic de chomhdhúile PEK treisithe snáithín carbóin, agus do chomhchodanna roisín eapocsa treisithe le snáithín carbóin is é 11.53 MPa·√m é, rud a léiríonn feidhmíocht níos fearr don chéad cheann.
D. Iompar Teirmeach Le linn Téamh agus Fuarú: Rinneadh staidéar ar thermotransitions na gcomhchodanna polaiméire le linn téimh agus fuaraithe ag baint úsáide as DSC. Rinneadh comparáid idir an teocht leá agus an teocht criostalaithe den mhaitrís, rud a léirigh an teocht leá (Tm), an teocht criostalaithe (Tc), agus an teocht trasdula gloine (Tg) de na hábhair shamplacha.
E. Innéacs Ocsaigin a Theorannú: Léiríonn tástáil ar an innéacs ocsaigine teorannaithe (LOI) go bhfeabhsaítear an LOI go mór le ionchorprú snáithín carbóin sa dá ábhar maitrís. Tugann sonraí le fios go bhfuil an LOI le haghaidh roisín eapocsa agus PEK 25 agus 35, faoi seach, agus is é 32 agus 47 na LOI comhfhreagracha do na comhdhúile snáithíní carbóin 32 agus 47, le cumaisc PEK athneartaithe le snáithín carbóin a léiríonn feabhas suntasach.
Trí thástáil, fuair na taighdeoirí amach go ndéanann comhchodanna snáithíní carbóin teirmeaplaisteacha le PEK mar an maitrís níos fearr ná comhdhúile snáithíní carbóin teirmeasctha le roisín eapocsa thar méadrachtaí feidhmíochta éagsúla. Leagann na difríochtaí suntasacha i sonraí béim ar na difríochtaí bunúsacha feidhmíochta idir comhchodanna snáithíní carbóin teirmeasúite agus teirmeaplaisteacha, rud a thugann le tuiscint go bhfuil poitéinseal feidhmithe ollmhór ann do chomhchodanna snáithíní carbóin teirmeaplaisteacha, go háirithe i ardréimsí mar aeraspáis.
Mar sin féin, cén fáth nach bhfuil glacadh le comhdhúile teirmeaplaisteacha snáithíní carbóin i bhfad chomh forleathan ná mar a bhaineann le cumaisc theirmeaplaisteacha? Tá dlúthbhaint aige seo lena dteicnící próiseála faoi seach. Tá teocht ard próiseála ag teastáil ó chomhchodanna snáithíní carbóin teirmeaplaisteacha, agus is minic a bhíonn an roisín teirmeaplaisteach leáite ag streachailt chun na babhtaí snáithíní carbóin a líonadh go hiomlán. Mura ndéantar an chéim seo a fhorghníomhú go foirfe, féadfaidh feidhmíocht mheicniúil na gcomhchodanna snáithíní carbóin teirmeaplaisteacha mar thoradh air sin titim fiú gearr ar na comhdhúile snáithíní carbóin teirmeasctha príomhshrutha atá ann faoi láthair.
