Τα σύνθετα υλικά με βάση ρητίνη ενισχυμένα με ανθρακονήματα έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική τεχνολογία, τα οικιακά σκούτερ και τα ηλεκτρονικά υψηλής τεχνολογίας λόγω του ελαφρού βάρους, της υψηλής αντοχής εργασίας και της ισχυρής αντοχής στη διάβρωση. Λόγω της αξιοσημείωτης απόδοσης του προϊόντος σε περιβάλλοντα με υγρασία και υψηλής θερμοκρασίας, τη βαριά θερμοκρασία και τον μέτριο έλεγχο της σύμβασης, αυτό το άρθρο θα μελετήσει διαχρονικά τις αλλαγές στην απόδοση εργασίας και τον μηχανισμό των σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ανθρακονήματα σε σκληρά περιβάλλοντα με ανεξέλεγκτες υγρές θερμοκρασίες και θα συνδυάσει τα με συγκεκριμένο Πειραματικό περιεχόμενο και περιπτώσεις εφαρμογών αναλύονται.
Ένα περιβάλλον με ανεξέλεγκτη υγρασία και θερμοκρασία έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στην απόδοση και τον μηχανισμό των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα. Από μηχανική άποψη, ένα ζεστό περιβάλλον γήρανσης θα προκαλέσει βλάβη στη διεπαφή μεταξύ της ρητίνης και της ίνας. Μικροσκοπικά, η ρητίνη και η ίνα θα διαχωριστούν. Αυτή η διεπαφή Ο διαχωρισμός θα οδηγήσει σε μείωση της συνολικής απόδοσης του σύνθετου υλικού, επηρεάζοντας έτσι τις μηχανικές ιδιότητες. Από μακροσκοπική άποψη, οι μηχανικές ιδιότητες των σύνθετων υλικών θα μειωθούν σημαντικά, θέτοντας σε κίνδυνο την ασφάλεια της συνολικής δομής.
Τα υγρά θερμικά περιβάλλοντα μπορούν επίσης να προκαλέσουν υποβάθμιση της απόδοσης:
Αντοχή σε εφελκυσμό: Η αντοχή σε εφελκυσμό των σύνθετων υλικών μειώνεται, ειδικά σε συνθήκες υψηλής υγρασίας και θερμοκρασίας. Διαστρωματική διατμητική αντοχή: Η καταστροφή της διαχωριστικής επιφάνειας μεταξύ ρητίνης και ίνας οδηγεί σε μείωση της διαστρωματικής διατμητικής αντοχής των σύνθετων υλικών. Συντελεστής: Συντελεστής εφελκυσμού Ο όγκος μειώθηκε ελαφρά.
Στο έγγραφο "Συγκριτική μελέτη για τις ιδιότητες υγρασίας και γήρανσης με θερμότητα των διαφορετικών τύπων σύνθετων υλικών ενισχυμένων με ίνες", σύνθετα υλικά μονής κατεύθυνσης από ίνες άνθρακα (CFRP), σύνθετα υλικά από ίνες γυαλιού (GFRP) και σύνθετα ίνες λίνου (FRP) με περιεκτικότητα σε ίνες άνθρακα Διεξήχθη το 60%6. Πραγματοποιήθηκε μια δοκιμή γήρανσης με θερμότητα και το πείραμα έδειξε ότι μετά τη γήρανση σε ζεστό και υγρό περιβάλλον, η αντοχή εφελκυσμού και η διαστρωματική διατμητική αντοχή των σύνθετων υλικών από ίνες γυαλιού μειώθηκαν σημαντικά και ο συντελεστής εφελκυσμού μειώθηκε ελαφρά. Μετά την ξήρανση, οι ιδιότητες εφελκυσμού επανήλθαν, αλλά η διαστρωματική διατμητική αντοχή ήταν δύσκολο να επουλωθεί. Μπορεί να φανεί ότι η υποβάθμιση της απόδοσης, όπως η υδρόλυση ινών υάλου και η αποκόλληση της διεπαφής που συμβαίνει κατά τη διαδικασία γήρανσης των σύνθετων υλικών από ίνες γυαλιού, είναι μια μη αναστρέψιμη αλλαγή.
Τα σύνθετα υλικά από ίνες λιναριού θα πλαστικοποιηθούν μετά την απορρόφηση του νερού και η αντοχή σε εφελκυσμό θα αυξηθεί ελαφρά, ενώ ο συντελεστής εφελκυσμού και η διαστρωματική διατμητική αντοχή θα παραμείνουν σταθερές μετά από απότομη μείωση. Μετά το στέγνωμα, η αντοχή σε εφελκυσμό δεν μπορεί να αποκατασταθεί ή ακόμη και να μειώνεται σημαντικά, ενώ ο συντελεστής εφελκυσμού και η διαστρωματική διατμητική αντοχή αυξάνονται σημαντικά. Αυτό το φαινόμενο σχετίζεται στενά με αλλαγές όπως η πλαστικοποίηση της υγρασίας, η διαστολή και η υποβάθμιση των ινών και της μήτρας.
Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα διαφέρουν από τα δύο υλικά που αναφέρθηκαν παραπάνω. Καθώς ο χρόνος γήρανσης αυξάνεται, οι ιδιότητες εφελκυσμού των σύνθετων ινών άνθρακα παραμένουν σχεδόν αμετάβλητες, αλλά η διαστρωματική αντοχή διάτμησης μειώνεται ελαφρώς. Μετά το στέγνωμα, οι ιδιότητες εφελκυσμού και οι ιδιότητες διάτμησης των ενδιάμεσων στρωμάτων επανέρχονται στην αρχική τους κατάσταση. Μπορεί να φανεί ότι ακόμη και αν το σύνθετο υλικό από ανθρακονήματα επηρεαστεί κατά τη διαδικασία γήρανσης σε υγρό και ζεστό περιβάλλον, θα επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα μετά την ξήρανση και θα έχει καλή αντοχή στην υγρασία και στη θερμότητα.
Παρόλο που τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα έχουν καλύτερη αντοχή στην υγρασία και τη θερμότητα, εξακολουθούν να απαιτούνται συγκεκριμένες προσαρμογές προϊόντων στις πραγματικές εφαρμογές παραγωγής για να διασφαλιστεί η καλύτερη εφαρμογή του προϊόντος. Στην έκθεση "Έρευνα σχετικά με την απόδοση θερμών μερών των εγχώριων ινών άνθρακα CCF30 και σύνθετων υλικών CC[300/EH503R3", διεξήχθη μια μελέτη σχετικά με τη γήρανση συγκεκριμένων σύνθετων υλικών με βάση τη ρητίνη ινών άνθρακα σε ζεστά και υγρά περιβάλλοντα. Η μελέτη απέδειξε ότι: σύνθετα υλικά CCF300/EH503R3 δοκιμάστηκαν σε συνθήκες 1,000-κατάστασης σε θερμοκρασία δωματίου. Κάτω από το περιβάλλον, το 90% της μορφολογίας θραύσης σε εφελκυσμό παρουσιάζει βλάβη στη μήτρα και η ίνα άνθρακα δεν έχει εμφανές κάταγμα. Η επιφάνεια της ίνας πλέγματος είναι τυλιγμένη με μεγάλη ποσότητα ρητίνης, γεγονός που δείχνει ότι η ίνα άνθρακα και η ρητίνη έχουν ισχυρές ιδιότητες διεπιφανειακής σύνδεσης. Στο περιβάλλον δοκιμής 93 μοιρών /ξηρό, σημειώθηκε μικρή ποσότητα σχίσιμου ρητίνης και ελαφρά αποκόλληση ινών άνθρακα. Μετά την επεξεργασία σε περιβάλλον υγρής θερμότητας, λόγω της αύξησης της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος δοκιμής, εμφανίστηκε ένας μικρός αριθμός ρωγμών κατά μήκος του άξονα των ινών και η ποσότητα της ρητίνης που τυλίγεται στην επιφάνεια της ίνας μειώθηκε. Η αποκόλληση αυξάνεται και η δύναμη σύνδεσης μεταξύ ίνας και ρητίνης εξασθενεί. Ωστόσο, σε θερμοκρασία δοκιμής 132 μοίρες /υγρό, οι ίνες άνθρακα και η ρητίνη μπορούν ακόμα να συνδυαστούν στενά, γεγονός που δείχνει ότι το σύνθετο υλικό CCF300/EH503R3 έχει εξαιρετική απόδοση διεπαφής και αντοχή στην υγρασία και τη θερμότητα.
Συνοπτικά, με βάση τα πραγματικά προϊόντα και την προηγούμενη εμπειρία παραγωγής, μπορούμε να σχεδιάσουμε ένα σχέδιο σχεδιασμού προϊόντος για σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα με στοχευμένο τρόπο, να μετρήσουμε τις απαιτήσεις απόδοσης σύμφωνα με τις συνθήκες εφαρμογής του προϊόντος και να ξεκινήσουμε περαιτέρω από τη μήτρα ρητίνης, το μοντέλο πρόδρομων ινών άνθρακα , σχέδιο τροποποίησης, διαδικασία χύτευσης κ.λπ., για να καθορίσετε ένα εύλογο σχέδιο σχεδιασμού για να διασφαλίσετε την πραγματική απόδοση εφαρμογής του. Αυτή ακριβώς είναι η υποκείμενη λογική της Κίνας να κοιτάξει πρώτα τα σχέδια του προϊόντος και μετά να κατανοήσει τις απαιτήσεις εφαρμογής του προϊόντος και να δώσει αργότερα το σχέδιο σχεδιασμού.
Με τη συνεχή πρόοδο στον τομέα των υλικών, η υγρή και θερμική απόδοση των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα μπορεί να βελτιωθεί περαιτέρω μέσω της τροποποίησης της διεπαφής και της βελτίωσης της απόδοσης των προδρόμων, και τα σύνθετα παράγωγα από ίνες άνθρακα θα διαδραματίσουν επίσης απαραίτητο και σημαντικό ρόλο σε περισσότερους τομείς .
