Szénrost A megerősített polimer kompozitok (CFRP) könnyű, erős anyagok, amelyeket számos mindennapi életben használt termék gyártásához használnak. Ez a kifejezés a szálerősítés leírására szolgál kompozit anyag amelynek elsődleges szerkezeti alkotóeleme a szénszál. Meg kell jegyezni, hogy a CFRP-ben szereplő "P" kifejezés a "polimer" helyett "műanyag" -ra is utalhat.
A CFRP kompozitok általában hőre keményedő gyantákat, például epoxidot, poliészter vagy vinil-észter. Habár hőre lágyuló gyanták használják a CFRP kompozitokban, a "Szénszállal erősített hőre lágyuló kompozitok" gyakran maguknak a rövidítésnek a neve, a CFRTP kompozitok.
Kompozitokkal történő munka során vagy a kompozitok iparában fontos megérteni a kifejezéseket és a rövidítéseket. Ennél is fontosabb, hogy meg kell érteni a az FRP kompozitok tulajdonságai és a különféle megerősítések, például a szénszál képességei.
A CFRP kompozitok tulajdonságai
A szénszállal megerősített kompozit anyagok különböznek a többi FRP kompozitoktól, amelyek hagyományos anyagokat használnak, mint például üvegszál vagy
aramidszál. A CFRP kompozitok előnyös tulajdonságai a következők:Könnyű súly: Hagyományos üvegszállal megerősített kompozit Ha folyamatos üvegszálat használunk 70% üvegszállal (az üveg tömege / teljes tömege), általában sűrűsége 0,065 font / köbcentiméter.
Eközben egy ugyanazon 70% rost tömegű CFRP kompozit sűrűsége általában 0,055 font / köbcentiméter lehet.
Megnövelt erő: Nem csak a szénszálas kompozitok könnyebb súlya, hanem a CFRP kompozitok sokkal erősebbek és merevebbek egységenként. Ez igaz, amikor a szénszálas kompozíciókat összehasonlítják az üvegszállal, de még inkább, ha a fémekkel összehasonlítják.
Például, az acél és a CFRP kompozitok összehasonlításakor megfelelő szabályos hüvelykujjszabály az, hogy az azonos szilárdságú szénszálas szerkezet gyakran az acélénak ötödikedjét fogja súlyozni. El tudod képzelni, hogy az autóipari vállalatok miért vizsgálják az acél helyett szénszálat.
Ha összehasonlítják a CFRP kompozitokat az alumíniummal, az egyik legkönnyebben használt fémekkel, akkor ez egy általános feltételezés hogy az azonos szilárdságú alumíniumszerkezet valószínűleg a szénszálaké 1,5-szerese szerkezet.
Természetesen sok változó megváltoztathatja ezt az összehasonlítást. Az anyagok minősége és minősége különbözhet, és a kompozitok esetében is gyártási folyamat, a rostépítést és a minőséget figyelembe kell venni.
A CFRP kompozitok hátrányai
Költség: Bár csodálatos anyag, van egy oka annak, hogy a szénszálat nem használják minden alkalmazásban. Jelenleg a CFRP kompozitok sok esetben költségmentesek. A jelenlegi piaci körülményektől (kínálat és kereslet), a szénszál típusától függően (repülés és űr kereskedelmi minőségű) és a szálkábel mérete, a szénszál drámai módon változhat.
A nyers szénszál font-áronként bárhol ötszörös és 25-szer lehet drágább, mint az üvegszál. Ez az eltérés még nagyobb, ha összehasonlítjuk az acélt a CFRP kompozitokkal.
Vezetőképesség: Ez mind előnye lehet a szénszálas kompozitoknak, akár hátrány lehet az alkalmazástól függően. A szénszál rendkívül vezetőképes, míg az üvegszál szigetelő. Sok az alkalmazások üvegszálat használnak, és nem használhat szénszálat vagy fémet, szigorúan a vezetőképesség miatt.
Például a közüzemben sok termék szükséges üvegszál használatához. Ez is az egyik oka annak, hogy a létrák üvegszálat használnak a létrák számára. Ha egy üvegszálas létra érintkezne egy tápvezetékkel, az áramütés esélye sokkal alacsonyabb. Ez nem lenne a helyzet a CFRP létrán.
Bár a CFRP kompozitok költsége továbbra is magas, a gyártás új technológiai fejlesztései továbbra is költséghatékony termékeket tesznek lehetővé. Remélhetőleg életünk során látni fogjuk költséghatékony szénszálat, amelyet széles körben használnak fogyasztási, ipari és autóiparban.