Въглеродни влакна Подсилените полимерни композити (CFRP) са леки, здрави материали, използвани при производството на многобройни продукти, използвани в ежедневието ни. Това е термин, използван за описание на подсилен с влакна композитен материал който използва въглеродните влакна като основен структурен компонент. Трябва да се отбележи, че "P" в CFRP също може да означава "пластмаса" вместо "полимер".
По принцип CFRP композитите използват термореактивни смоли като епоксидна, полиестер или винил естер. Макар че термопластични смоли се използват в CFRP Composites, "Подсилените с въглеродни влакна термопластични композити" често минават по своя съкращение, CFRTP композитите.
Когато работите с композити или в рамките на производството на композити, е важно да разберете термините и съкращенията. По-важното е, че е необходимо да се разбере свойства на FRP композитите и възможностите на различните армировки като въглеродни влакна.
Свойства на CFRP композитите
Композитните материали, подсилени с въглеродни влакна, са различни от другите композити от FRP, използващи традиционните материали като фибростъкло или
арамидни влакна. Свойствата на CFRP композитите, които са изгодни включват:Леко тегло: Традиционен подсилен с фибростъкло композит използване на непрекъснато стъклено влакно с влакно от 70% стъкло (тегло на стъкло / общо тегло) обикновено ще има плътност от 0,65 паунда на кубичен инч.
Междувременно, CFRP композитът със същото тегло на влакна от 70% обикновено може да има плътност от 0,05 паунда на кубичен инч.
Повишена сила: Не само, че композитите от въглеродни влакна са с по-голямо тегло, но CFRP композитите са много по-здрави и по-твърди на единица тегло. Това е вярно, когато сравняваме композитите от въглеродни влакна със стъклени влакна, но още повече в сравнение с металите.
Например, прилично правило за сравняване на стомана с CFRP композити е, че структурата от въглеродни влакна с еднаква здравина често тежи 1/5 от тази на стоманата. Можете да си представите защо автомобилните компании разследват използването на въглеродни влакна вместо стомана.
Когато сравнявате CFRP композитите с алуминия, един от най-леките използвани метали, е стандартно предположение че алуминиевата конструкция с еднаква здравина вероятно ще тежи 1,5 пъти по-голяма от тази на въглеродните влакна структура.
Разбира се, има много променливи, които биха могли да променят това сравнение. Степента и качеството на материалите могат да бъдат различни, а при композитите - производствен процес, архитектура на влакна и качеството трябва да се вземат предвид.
Недостатъци на CFRP Composites
Цена: Въпреки че е невероятен материал, има причина въглеродните влакна да не се използват във всяко едно приложение. В момента CFRP композитите в много случаи са нерентабилни. В зависимост от текущите пазарни условия (предлагане и предлагане), вида на въглеродните влакна (аерокосмически vs. търговски клас) и размера на теглените влакна, цената на въглеродните влакна може да варира драстично.
Суровите въглеродни влакна на база цена на килограм могат да бъдат от 5 до 25 пъти по-скъпи от фибростъкло. Това несъответствие е още по-голямо при сравняване на стомана с CFRP композити.
проводимост: Това може да бъде едновременно предимство пред композитите от въглеродни влакна или недостатък в зависимост от приложението. Въглеродните влакна са изключително проводими, докато стъклените влакна са изолационни. много приложения използват стъклени влакнаи не могат да използват въглеродни влакна или метал, строго поради проводимостта.
Например, в комуналната промишленост са необходими много продукти за използване на стъклени влакна. Това е и една от причините стълбите да използват стъклени влакна като парапети на стълбата. Ако стълбата от фибростъкло трябваше да влезе в контакт с електропровод, шансовете за ток са много по-ниски. Това не би било случаят с CFRP стълба.
Въпреки че цената на CFRP композитите все още остава висока, новите технологични постижения в производството продължават, за да позволят по-рентабилни продукти. Да се надяваме, че през целия си живот ще можем да видим рентабилни въглеродни влакна, използвани в широк спектър от потребителски, промишлени и автомобилни приложения.