— Khả năng tuyệt vời của polyme gia cố bằng sợi carbon.
Sợi cacbonVật liệu tổng hợp polyme gia cố (CFRP) là vật liệu nhẹ, bền được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm dùng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Nó là một thuật ngữ dùng để mô tả một vật liệu được gia cố bằng sợivật liệu tổng hợpsử dụng sợi carbon làm thành phần cấu trúc chính. Cần lưu ý rằng chữ “P” trong CFRP cũng có thể là viết tắt của “plastic” thay vì “polymer”.
Nhìn chung, vật liệu tổng hợp CFRP sử dụng các loại nhựa nhiệt rắn như epoxy,polyester hoặc vinyl ester. Mặc dùnhựa nhiệt dẻođược sử dụng trong Vật liệu tổng hợp CFRP, “Vật liệu tổng hợp nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi carbon” thường có tên viết tắt riêng là vật liệu tổng hợp CFRTP.
Khi làm việc với vật liệu tổng hợp hoặc trong ngành công nghiệp vật liệu tổng hợp, điều quan trọng là phải hiểu các thuật ngữ và từ viết tắt. Điều quan trọng hơn là cần phải hiểu rõTính chất của vật liệu composite FRPvà khả năng của các vật liệu gia cố khác nhau như sợi carbon.
Tính chất của vật liệu tổng hợp CFRP
Vật liệu composite được gia cố bằng sợi carbon khác với các vật liệu composite FRP khác sử dụng vật liệu truyền thống như sợi thủy tinh hoặcsợi aramid. Các tính chất thuận lợi của vật liệu tổng hợp CFRP bao gồm:
Trọng lượng nhẹ:Một truyền thốngcomposite cốt sợi thủy tinhsử dụng sợi thủy tinh liên tục với sợi thủy tinh 70% (trọng lượng của thủy tinh / tổng trọng lượng), thường sẽ có mật độ 0,065 pound trên mỗi inch khối.
Trong khi đó, hỗn hợp CFRP, có cùng trọng lượng sợi 70%, thường có thể có mật độ 0,055 pound trên mỗi inch khối.
Tăng sức mạnh:Vật liệu tổng hợp sợi carbon không chỉ có trọng lượng nhẹ hơn mà vật liệu tổng hợp CFRP còn bền hơn và cứng hơn nhiều trên một đơn vị trọng lượng. Điều này đúng khi so sánh vật liệu tổng hợp sợi carbon với sợi thủy tinh, nhưng thậm chí còn đúng hơn khi so sánh với kim loại.
Ví dụ, một nguyên tắc nhỏ khi so sánh thép với vật liệu tổng hợp CFRP là cấu trúc sợi carbon có độ bền bằng nhau thường sẽ nặng bằng 1/5 so với thép. Bạn có thể tưởng tượng tại sao các công ty ô tô đang nghiên cứu sử dụng sợi carbon thay vì thép.
Khi so sánh vật liệu tổng hợp CFRP với nhôm, một trong những kim loại nhẹ nhất được sử dụng, một giả định tiêu chuẩn là cấu trúc nhôm có độ bền tương đương có thể nặng gấp 1,5 lần cấu trúc sợi carbon.
Tất nhiên, có nhiều biến số có thể thay đổi sự so sánh này. Loại và chất lượng của vật liệu có thể khác nhau, và với vật liệu tổng hợp,quá trình sản xuất, kiến trúc sợi và chất lượng cần phải được tính đến.
Nhược điểm của vật liệu tổng hợp CFRP
Trị giá:Mặc dù là vật liệu tuyệt vời nhưng có lý do tại sao sợi carbon không được sử dụng trong mọi ứng dụng. Hiện tại, vật liệu tổng hợp CFRP có chi phí rất cao trong nhiều trường hợp. Tùy thuộc vào điều kiện thị trường hiện tại (cung và cầu), loại sợi carbon (loại hàng không vũ trụ so với loại thương mại) và kích cỡ sợi kéo, giá sợi carbon có thể thay đổi đáng kể.
Sợi carbon thô tính theo giá mỗi pound có thể đắt hơn từ 5 đến 25 lần so với sợi thủy tinh. Sự chênh lệch này thậm chí còn lớn hơn khi so sánh thép với vật liệu tổng hợp CFRP.
Độ dẫn điện:Đây có thể vừa là lợi thế của vật liệu tổng hợp sợi carbon, vừa có thể là bất lợi tùy thuộc vào ứng dụng. Sợi carbon có tính dẫn điện cực cao, trong khi sợi thủy tinh có tính cách điện. Nhiềuứng dụng sử dụng sợi thủy tinhvà không thể sử dụng sợi carbon hoặc kim loại vì tính dẫn điện.
Ví dụ, trong ngành công nghiệp tiện ích, nhiều sản phẩm bắt buộc phải sử dụng sợi thủy tinh. Đó cũng là một trong những lý do vì sao thang sử dụng sợi thủy tinh làm ray thang. Nếu thang sợi thủy tinh tiếp xúc với đường dây điện thì khả năng bị điện giật sẽ thấp hơn nhiều. Điều này sẽ không xảy ra với thang CFRP.
Mặc dù giá thành của vật liệu tổng hợp CFRP vẫn còn cao nhưng những tiến bộ công nghệ mới trong sản xuất đang tiếp tục cho phép tạo ra các sản phẩm tiết kiệm chi phí hơn. Hy vọng rằng trong cuộc đời của mình, chúng ta sẽ có thể thấy sợi carbon tiết kiệm chi phí được sử dụng trong nhiều ứng dụng tiêu dùng, công nghiệp và ô tô.
Thời gian đăng: 23-10-02