Karbon fiber ve metal arasındaki fark.

Pek çok malzeme arasında karbon fiber kompozitlere (CFRP) mükemmel özgül mukavemeti, özgül sertliği, korozyon direnci ve yorulma direnci nedeniyle giderek daha fazla önem verilmektedir.

Karbon fiber kompozitler ile metal malzemeler arasındaki farklı özellikler aynı zamanda mühendislere farklı tasarım fikirleri de sağlar.

Aşağıda karbon fiber kompozitler ile geleneksel metal özellikleri ve farklılıkları arasında basit bir karşılaştırma yapılacaktır.

1. Özgül sertlik ve özgül dayanım

Metal malzemelerle karşılaştırıldığında karbon fiber malzemeler hafif, yüksek özgül dayanıma ve belirli sertliğe sahiptir.Reçine bazlı karbon fiberin modülü alüminyum alaşımından daha yüksektir ve reçine bazlı karbon fiberin mukavemeti alüminyum alaşımından çok daha yüksektir.

2. Tasarlanabilirlik

Metal malzemelerin hepsi genellikle aynı cinsiyettedir, bir verim veya koşullu verim olgusu vardır.Ve tek katmanlı karbon fiberin belirgin bir yönlülüğü vardır.

Fiber yönü boyunca mekanik özellikler, dikey fiber yönüne göre 1 ila 2 kat daha yüksektir ve boyuna ve enine kayma özellikleri vardır ve gerilim-gerinim eğrileri kırılmadan önce doğrusal elastiktir.

Bu nedenle karbon fiber malzeme, laminasyon plakası teorisi aracılığıyla tek katmanın döşeme açısını, döşeme oranını ve döşeme sırasını seçebilir.Yük dağılımının özelliklerine göre sertlik ve mukavemet performansı tasarımla elde edilebilirken, geleneksel metal malzemeler yalnızca kalınlaştırılabilir.

Aynı zamanda gerekli düzlem içi sertlik ve mukavemetin yanı sıra benzersiz düzlem içi ve düzlem dışı bağlantı sertliği de elde edilebilir.

3. Korozyon direnci

Metal malzemelerle karşılaştırıldığında karbon fiber malzemeler güçlü asit ve alkali direncine sahiptir.Karbon fiber, elastik modülü %50'ye kadar hidroklorik asit, sülfürik asit veya fosforik asitte orta korozyona karşı yüksek dirence sahip, 2000-3000 °C yüksek sıcaklıkta grafitizasyonla oluşturulan grafit kristaline benzer mikrokristalin bir yapıdır. mukavemet ve çap temelde değişmeden kalır.

Bu nedenle, bir takviye malzemesi olarak karbon fiberin korozyon direncinde yeterli garantisi vardır, farklı matris reçinelerinin korozyon direnci farklıdır.

Yaygın olarak kullanılan karbon fiber takviyeli epoksi gibi, epoksi de hava koşullarına karşı daha iyi bir dirence sahiptir ve yine de gücünü iyi bir şekilde korur.

4. Yorgunluk Karşıtı

Sıkıştırma gerinimi ve yüksek gerinim seviyesi, karbon fiber kompozitlerin yorulma özelliklerini etkileyen ana faktörlerdir.Yorulma özellikleri genellikle basınç (R = 10) ve çekme basıncı (r =-1) altında yorulma testlerine tabi tutulurken, metalik malzemeler basınç altında (R = 0,1) çekme yorulma testlerine tabi tutulur.Metal parçalarla, özellikle de alüminyum alaşımlı parçalarla karşılaştırıldığında, karbon fiber parçalar mükemmel yorulma özelliklerine sahiptir.Otomobil şasisi ve benzeri alanlarda karbon fiber kompozitler daha iyi uygulama avantajlarına sahiptir.Aynı zamanda karbon fiberde çentik etkisi neredeyse yok denecek kadar az.Çentikli testin SN eğrisi, çoğu karbon fiber laminatın tüm ömrü boyunca çentiksiz testinkiyle aynıdır.

5. Kurtarılabilirlik

Şu anda, olgun karbon fiber matrisi, kürleme ve çapraz bağlama sonrasında ekstrakte edilmesi ve tekrar kullanılması zor olan ısıyla sertleşen reçineden yapılmıştır.Bu nedenle, karbon fiberin geri kazanılmasının zorluğu, endüstriyel gelişimin darboğazlarından biridir ve aynı zamanda büyük ölçekli uygulamalar için acilen çözülmesi gereken teknik bir sorundur.Günümüzde yurt içi ve yurt dışındaki geri dönüşüm yöntemlerinin birçoğunun maliyeti yüksektir ve sanayileştirilmesi zordur.Walter karbon fiber aktif olarak geri dönüştürülebilir çözümleri araştırıyor, bir dizi deneme üretimi numunesini tamamladı, seri üretim koşullarında geri kazanım etkisi iyi.

Çözüm

Geleneksel metal malzemelerle karşılaştırıldığında, karbon fiber malzemeler mekanik özellikler, hafiflik, tasarlanabilirlik ve yorulma direnci açısından benzersiz avantajlara sahiptir.Bununla birlikte, üretim verimliliği ve geri kazanımının zor olması, hala daha ileriki uygulamalarda darboğaz oluşturmaktadır.Teknolojinin ve prosesin gelişmesiyle birlikte karbon elyafın giderek daha fazla kullanılacağına inanılıyor.


Gönderim zamanı: Temmuz-07-2021

Mesajınızı bize gönderin:

Mesajınızı buraya yazıp bize gönderin