Ταξινόμηση των ινών άνθρακα και πεδίο εφαρμογής διαφόρων τύπων ινών άνθρακα

Ανόργανες ίνες πολυμερούς με περιεκτικότητα σε άνθρακα άνω του 90%. Η περιεκτικότητα σε άνθρακα είναι μεγαλύτερη από 99 %% των ινών γραφίτη. Η αξονική αντοχή και το μέτρο των ινών άνθρακα είναι υψηλές, δεν υπάρχει ερπυσμός, καλή αντίσταση στην κόπωση, θερμότητα και αγωγιμότητα μεταξύ μη μεταλλικών και μεταλλικών, ο συντελεστής θερμικής διαστολής είναι μικρός, η αντοχή στη διάβρωση, η πυκνότητα ινών είναι χαμηλή, η διαπερατότητα των ακτίνων Χ είναι καλή. Αλλά η αντίσταση στην κρούση είναι φτωχή, εύκολο να καταστραφεί, η οξείδωση υπό την επίδραση ισχυρού οξέος και σύνθετα μέταλλα θα προκύψουν όταν το φαινόμενο καρβουνισμού, ηλεκτροχημικής διάβρωσης και ηλεκτροχημικής διάβρωσης μετάλλου. Ως εκ τούτου, απαιτείται η επιφανειακή επεξεργασία των ινών άνθρακα πριν από τη χρήση. Οι ίνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν χωριστά από ίνες πολυακρυλονιτριλίου, ίνες ασφάλτου, μεταξωτό βισκόζη ή φαινολικές ίνες με ανθρακικό νάτριο, σύμφωνα με την κατάσταση διαιρείται σε νήματα, κοντές ίνες και ίνες μη συνεχείς. Σύμφωνα με τις μηχανικές ιδιότητες γενικού και υψηλής απόδοσης. Η ισχύς των ινών άνθρακα γενικής χρήσης είναι 1000 MPA, ο συντελεστής είναι περίπου 100GPa. Οι ίνες άνθρακα υψηλής απόδοσης χωρίζονται επίσης σε τύπους υψηλής αντοχής (αντοχή 2000MPa, modulus 250GPa) και υψηλότερου μοντέλου (modulus 300GPa παραπάνω). Η ισχύς είναι μεγαλύτερη από 4000MPa, επίσης γνωστή ως ultra high-strength type? Το μέτρο είναι μεγαλύτερο από 450GPa που ονομάζεται μοντέλο Hyper. Με την ανάπτυξη της αεροναυπηγικής και της αεροδιαστημικής βιομηχανίας, έχουν προκύψει υψηλής αντοχής και επιμήκυνση των ινών άνθρακα, με την επιμήκυνση μεγαλύτερη από 2%. Η μέγιστη δοσολογία είναι ίνες άνθρακα με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο. Οι ίνες άνθρακα μπορούν να μεταποιηθούν σε υφάσματα, ψάθες, ψάθες, ζώνες, χαρτί και άλλα υλικά. Οι ίνες άνθρακα χρησιμοποιούνται εκτός από το μονωτικό υλικό, γενικά όχι μόνο, ως ενισχυτικό υλικό που προστίθεται στη ρητίνη, το μέταλλο, το κεραμικό, το σκυρόδεμα και άλλα υλικά, σχηματίζοντας σύνθετα υλικά. Τα σύνθετα ενισχυμένα με ίνες άνθρακα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δομικά υλικά αεροσκαφών, ηλεκτρομαγνητικά υλικά θωράκισης, τεχνητούς συνδέσμους και άλλα υλικά φυσικής υποκατάστασης, καθώς και κατασκευή πυραύλων, κινητών σκαφών, βιομηχανικών ρομπότ, ελατηρίων τροχών αυτοκινήτων και άξονων κίνησης. Οι ίνες άνθρακα κατά κύριο λόγο διαιρούνται σε ίνες άνθρακα με βάση το πολυακρυλονιτρίλιο (PAN) και ίνες άνθρακα με βάση το βήμα ανάλογα με τα διαφορετικά υλικά και τις μεθόδους παραγωγής. Τα προϊόντα από ίνες άνθρακα περιλαμβάνουν πηκτές ίνες άνθρακα (υψηλής αντοχής) και ίνες άνθρακα βασισμένες σε πίσσα (εξαιρετικά ελαστικές). Διαφορετικοί τύποι ρητινών μπορούν επίσης να εξασφαλίσουν ότι έχουν καλή διείσδυση στο σκυρόδεμα, όπως ρητίνες επικάλυψης υποστρώματος και πρόσφυση σε φύλλα ανθρακονημάτων και δομές σκυροδέματος, όπως εποξειδικές ρητίνες σύνδεσης. Το μόνο που βασίζεται σε φύλλο από ανθρακονήματα δεν μπορεί να ασκήσει πλήρως τις ισχυρές μηχανικές του ιδιότητες και την ανώτερη ανθεκτικότητα μόνο μέσω της προσκόλλησης φύλλου άνθρακα με επίστρωση ρητίνης εποξειδικής ρητίνης στην επιφάνεια της δομής οπλισμένου σκυροδέματος και σε στενή συνάφεια με το σχηματισμό ολόκληρης εργασίας μαζί για να επιτευχθεί Σκοπό της ενίσχυσης. Ως εκ τούτου, η απόδοση των εποξειδικών ρητινών είναι ένα από τα πιο σημαντικά κλειδιά. Οι εποξειδικές ρητίνες έχουν διαφορετικές ιδιότητες λόγω των διαφορετικών τύπων και προσαρμόζονται στις διαφορετικές απαιτήσεις διαφόρων τμημάτων. Για παράδειγμα, η ρητίνη επίστρωσης υποστρώματος έχει καλή διείσδυση από σκυρόδεμα, μπορεί να διεισδύσει στο βάθος του σκυροδέματος. Η εποξειδική ρητίνη επικαλυμμένη με CFRP είναι εύκολη να "διαπεράσει" το φύλλο ανθρακονημάτων και έχει ισχυρή πρόσφυση. Ανάλογα με τη θερμοκρασία χρήσης, η ρητίνη χωρίζεται επίσης σε καλοκαιρινές και χειμερινές ρητίνες κατηγορίας. Τα υλικά ινών άνθρακα συγκρίνονται με άλλα ενισχυτικά υλικά. (1) Αντοχή σε εφελκυσμό: Η αντοχή σε εφελκυσμό των ινών άνθρακα είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερη από τον χάλυβα. (2) Ελαστικό μέτρο: Ο συντελεστής εφελκυσμού των σύνθετων ινών άνθρακα είναι υψηλότερος από τον χάλυβα, αλλά ο συντελεστής εφελκυσμού των σύνθετων υλικών Aramid και fiberglass είναι μόνο το μισό και το ένα τέταρτο του χάλυβα. (3) Αντοχή στην κόπωση: Η αντοχή στην κόπωση των σύνθετων ινών άνθρακα και αραμιδικών ινών είναι υψηλότερη από την αντοχή σε κόπωση. Υπό την επίδραση της εναλλασσόμενης τάσης, το όριο κόπωσης είναι μόνο το 30% ~ 40% του στατικού φορτίου. Επειδή το σύνθετο υλικό ίνας και μήτρας μπορεί να ανακουφίσει την διάδοση της ρωγμής, καθώς και το ενδεχόμενο ότι η εσωτερική ανακατανομή δύναμης ινών, το όριο κόπωσης των σύνθετων υλικών είναι υψηλότερο, το 70% ~ 80% της στατικής φορτίσεως είναι περίπου και υπάρχει ένα αξιοσημείωτο Ένδειξη παραμόρφωσης πριν από την καταστροφή. (4) Βάρος: περίπου το ένα πέμπτο του χάλυβα. (5) σε σύγκριση με τα φύλλα CFRP: Τα φύλλα ανθρακονημάτων μπορούν να επικολληθούν στις δομικές επιφάνειες διαφόρων σχημάτων, ενώ οι πλάκες είναι πιο κατάλληλες για κανονικές επιφάνειες συστατικών. Επιπλέον, επειδή η πάστα ρητίνης υποστρώματος είναι μεγαλύτερη από την ποσότητα του φύλλου, του πάχους και της αντοχής πρόσφυσης διεπιφάνειας του φύλλου.