Көміртекті талшық пен металдың айырмашылығы.

Көптеген материалдардың ішінде көміртекті талшықты композиттерге (CFRP) өте жақсы меншікті беріктігі, ерекше қаттылығы, коррозияға төзімділігі және шаршауға төзімділігі үшін көбірек көңіл бөлінді.

Көміртекті талшықты композиттер мен металл материалдар арасындағы әртүрлі сипаттамалар инженерлерге әртүрлі дизайн идеяларын береді.

Төменде көміртекті талшықты композиттер мен дәстүрлі металл сипаттамалары мен айырмашылықтары арасындағы қарапайым салыстыру болады.

1. Меншікті қаттылық және меншікті беріктік

Металл материалдармен салыстырғанда көміртекті талшықты материалдар жеңіл салмаққа, жоғары меншікті беріктікке және меншікті қаттылыққа ие.Шайыр негізіндегі көміртекті талшықтың модулі алюминий қорытпасына қарағанда жоғары, ал шайыр негізіндегі көміртекті талшықтың беріктігі алюминий қорытпасына қарағанда әлдеқайда жоғары.

2. Жобалау мүмкіндігі

Металл материалдары әдетте бір жынысты болып табылады, кірістілік немесе шартты кірістілік құбылысы бар.Ал бір қабатты көміртекті талшық айқын бағыттылыққа ие.

Талшық бағыты бойынша механикалық қасиеттер талшықтың тік бағыты мен бойлық және көлденең ығысу қасиеттеріне қарағанда 1 ~ 2 рет жоғары, ал кернеу-деформация қисықтары сыну алдында сызықты серпімді болады.

Сондықтан көміртекті талшық материалы төсеу бұрышын, төсеу коэффициентін және ламинация тақтасының теориясы арқылы бір қабатты төсеу ретін таңдай алады.Жүктемені бөлу сипаттамаларына сәйкес, қаттылық пен беріктік көрсеткіштерін дизайн арқылы алуға болады, ал дәстүрлі металл материалдарды тек қалыңдатуға болады.

Бұл ретте жазықтықта қажетті қаттылық пен беріктік, сондай-ақ жазықтықтағы және жазықтықтан тыс бірегей ілінісу қаттылығын алуға болады.

3. Коррозияға төзімділік

Металл материалдармен салыстырғанда көміртекті талшықты материалдар күшті қышқылға және сілтіге төзімділікке ие.Көміртекті талшық – 2000-3000 °С жоғары температурада графиттену нәтижесінде түзілетін графит кристалына ұқсас микрокристалды құрылым, ол орташа коррозияға төзімділігі жоғары, 50%-ға дейін тұз қышқылында, күкірт қышқылында немесе фосфор қышқылында, серпімділік модулінде, күші мен диаметрі негізінен өзгеріссіз қалады.

Сондықтан, арматуралық материал ретінде көміртекті талшық коррозияға төзімділікке жеткілікті кепілдікке ие, коррозияға төзімділікте әртүрлі матрицалық шайырлар әртүрлі.

Көміртекті талшықты күшейтілген эпоксид сияқты, эпоксид ауа-райына жақсы төзімді және әлі де өзінің беріктігін жақсы сақтайды.

4. Шаршауға қарсы

Сығылу деформациясы және жоғары деформация деңгейі көміртекті талшықты композиттердің шаршау қасиеттеріне әсер ететін негізгі факторлар болып табылады.Шаршау қасиеттері әдетте қысымда (R = 10) және созылу қысымында (r =-1) шаршау сынақтарына ұшырайды, ал металл материалдар қысыммен (R = 0,1) созылу қажу сынақтарына ұшырайды.Металл бөлшектермен, әсіресе алюминий қорытпасынан жасалған бөлшектермен салыстырғанда, көміртекті талшық бөліктері тамаша шаршау қасиеттеріне ие.Автомобиль шассиі және т.б. саласында көміртекті талшықты композиттер қолдануда жақсырақ артықшылықтарға ие.Сонымен қатар, көміртекті талшықта кертік әсері жоқ дерлік.Кесілген сынақтың SN қисығы көміртекті талшықты ламинаттардың көпшілігінің қызмет ету мерзімінде кесілмеген сынақтың қисығымен бірдей.

5. Қалпына келтіру мүмкіндігі

Қазіргі уақытта піскен көміртекті талшық матрицасы термореактивті шайырдан жасалған, оны алу қиынға соғады және емдеу және айқас байланыстырудан кейін қайтадан пайдалану.Сондықтан көміртекті талшықты қалпына келтірудің қиындығы өнеркәсіптік дамудың бір кедергісі болып табылады, сонымен қатар кең ауқымды қолдану үшін тез арада шешуді қажет ететін техникалық мәселе.Қазіргі уақытта үйдегі және шетелдегі қайта өңдеу әдістерінің көпшілігінің құны жоғары және оларды индустрияландыру қиын.Уолтер көміртекті талшық қайта өңдеуге болатын шешімдерді белсенді түрде зерттейді, сынақ өндірісінің бірқатар үлгілерін аяқтады, қалпына келтіру әсері жақсы, жаппай өндіріс жағдайлары бар.

Қорытынды

Дәстүрлі металл материалдармен салыстырғанда, көміртекті талшықты материалдар механикалық қасиеттерде, жеңіл салмақта, дизайнда және шаршауға төзімділікте бірегей артықшылықтарға ие.Дегенмен, оның өндірісінің тиімділігі мен қиын қалпына келтіру оны одан әрі қолданудағы кедергілер болып табылады.Технология мен процестің инновацияларымен бірге көміртекті талшықтар көбірек қолданылады деп саналады.