Композитните материали на базата на смола, подсилени с въглеродни влакна, са широко използвани в няколко индустрии, като аерокосмически технологии, домашни скутери и високотехнологична електроника, поради тяхната лека, висока работна якост и силна устойчивост на корозия. Поради забележителната си производителност на продукта във влажни и високотемпературни среди, висока температура и умерен контрол на договора, тази статия ще проучи надлъжно промените в работните характеристики и механизма на подсилени с въглеродни влакна композитни материали в тежки среди с неконтролируеми влажни температури и комбинира анализирани са ги със специфично експериментално съдържание и случаи на приложение.
Среда с неконтролируема влажност и температура оказва по-голямо влияние върху работата и механизма на композитните материали от въглеродни влакна. От механична гледна точка, топла среда на стареене ще причини увреждане на интерфейса между смолата и влакното. Под микроскоп смолата и влакното ще бъдат разделени. Този интерфейс. Разделянето ще доведе до намаляване на цялостната производителност на композитния материал, като по този начин ще повлияе на механичните свойства. От макро гледна точка, механичните свойства на композитните материали ще бъдат значително намалени, което ще представлява заплаха за безопасността на цялостната конструкция.
Влажната топлинна среда също може да причини влошаване на производителността:
Якост на опън: Якостта на опън на композитните материали намалява, особено при условия на висока влажност и температура; Интерламинарна якост на срязване: Разрушаването на интерфейса между смола и влакна води до намаляване на междуслойната якост на срязване на композитните материали; Модул: Модул на опън Обемът спадна леко.
В документа „Сравнително проучване на свойствата на стареене при влага и топлина на различни видове подсилени с влакна композитни материали“, еднопосочни композити от въглеродни влакна (CFRP), композити от стъклени влакна (GFRP) и композити от ленени влакна (FRP) със съдържание на въглеродни влакна от 60%6 бяха проведени. Беше извършен тест за стареене при топло загряване и експериментът показа, че след стареене в гореща и влажна среда, якостта на опън и междуслойната якост на срязване на композитните материали от стъклени влакна намаляват значително, а модулът на опън намалява леко. След изсушаване свойствата на опън се възстановяват, но междупластовата якост на срязване беше трудна за възстановяване. Може да се види, че влошаването на производителността като хидролиза на стъклени влакна и разделяне на интерфейса, което се случва по време на процеса на стареене на композитни материали от стъклени влакна, е необратима промяна.
Композитите от ленени влакна ще се пластифицират след абсорбиране на вода и якостта на опън ще се увеличи леко, докато модулът на опън и междуслойната якост на срязване ще останат стабилни след рязко намаляване. След изсъхване якостта на опън не може да бъде възстановена или дори намалява значително, докато модулът на опън и междупластовата якост на срязване се увеличават значително. Това явление е тясно свързано с промени като пластификация от влага, разширяване и разграждане на влакната и матрицата.
Композитите от въглеродни влакна са различни от двата споменати по-горе материала. Тъй като времето на стареене се увеличава, свойствата на опън на композитите от въглеродни влакна почти остават непроменени, но междуслойната якост на срязване леко намалява. След изсъхване свойствата на опън и свойствата на срязване на междинния слой се връщат в първоначалното си състояние. Може да се види, че дори композитният материал от въглеродни влакна да бъде засегнат по време на процеса на стареене във влажна и гореща среда, той ще се върне в първоначалната си форма след изсушаване и има добра устойчивост на влага и топлина.
Въпреки че композитните материали от въглеродни влакна имат по-добра устойчивост на влага и топлина, все още са необходими специфични корекции на продукта в действителните производствени приложения, за да се осигури по-добро приложение на продукта. В доклада „Изследване на производителността на топли части от домашни CCF30 въглеродни влакна и CC[300/EH503R3 композитни материали“ е проведено проучване за стареенето на специфични композитни материали на базата на въглеродни влакна на базата на смола в гореща и влажна среда. Проучването доказа, че: композитните материали CCF300/EH503R3 са тествани в 1,000-състояние условия при стайна температура. При околната среда 90% от морфологията на счупване при опън показва увреждане на матрицата, а въглеродните влакна нямат очевидни счупвания. Повърхността на мрежестото влакно е обвита с голямо количество смола, което показва, че въглеродните влакна и смолата имат силни свойства на междинно свързване. В 93 градуса/суха тестова среда се получи малко количество разкъсване на смолата и леко разцепване на въглеродните влакна. След обработка във влажна топлинна среда, поради повишаването на температурата на тестовата среда, се появяват малък брой пукнатини по оста на влакното и количеството смола, увита върху повърхността на влакното, намалява. Отлепването се увеличава и силата на свързване между влакното и смолата отслабва. Въпреки това, при 132 градуса /мокра тестова температура, въглеродните влакна и смолата все още могат да бъдат плътно комбинирани, което показва, че композитният материал CCF300/EH503R3 има отлична интерфейсна производителност и устойчивост на влага и топлина.
В обобщение, въз основа на действителни продукти и минал производствен опит, ние можем да проектираме план за проектиране на продукта за композитни материали от въглеродни влакна по целенасочен начин, да измерим изискванията за производителност според условията на приложение на продукта и допълнително да започнем от матрицата на смолата, прекурсорния модел на въглеродните влакна , схема за модификация, процес на формоване и т.н., за да се определи разумен план за проектиране, за да се гарантира действителната му ефективност на приложението. Точно това е основната логика на Китай първо да разгледа чертежите на продукта и след това да разбере изискванията за приложение на продукта, а след това да даде плана за проектиране по-късно.
С непрекъснатия напредък в областта на материалите, мокрото и топлинното представяне на композитните материали от въглеродни влакна могат да бъдат допълнително подобрени чрез модификация на интерфейса и подобряване на производителността на прекурсора, а композитните производни от въглеродни влакна също ще играят незаменима и важна роля в повече области .
