Материалите от въглеродни влакна демонстрират изключителни характеристики в много полета. В сравнение с традиционните метални или пластмасови изделия, продуктите от въглеродни влакна проявяват превъзходни леки свойства. Въпреки това, запознатите с производството на въглеродни влакна знаят, че продуктите на въглеродните влакна изискват интеграция с матрични материали по време на производството. Тази комбинация може да доведе до разслояване след изработката. Тази статия изследва причините за разслояване в продуктите от въглеродни влакна.
Процес на производство на продукти от въглеродни влакна
За да се разбере забавянето, е от съществено значение да се преразгледа производственият процес. Повечето продукти от въглеродни влакна се правят с помощта наПредварителни от въглеродни влакна(Предварително импрегнирани композитни материали), за да се гарантира ефективността на производството.
Вземете за пример плочи от въглеродни влакна:
Нарежете листовете за препред, за да съответстват на размерите на плочата.
Поставете листовете за препрегруп върху мухъл.
Запечатайте формата и я излекувайте при формиране на оборудване.
Размотайте втвърдената плоча и извършете обработка.
Слоевият характер на този процес по своята същност създава слаби междуфазни връзки. Въпреки топенето и втвърдяването на смола при високи температури, остават остатъчните междулинални напрежения. Тези напрежения, комбинирани с обработващи сили, често предизвикват забавяне.
Причини за забавяне
1. Слойна структура
Продуктите от въглеродни влакна се изграждат чрез последователно наслояване и втвърдяване. Това създава анизотропни вътрешни структури (свойства, зависими от посоката) и материална дискретност. При микроскопично изследване стават празнини или слаби интерфейси с смола-влакна.
2. Дефекти на ръчно наслояване
Ръчното наслояване често въвежда пропуски между листовете за преплици. По време на обработката силите за рязане изострят тези пропуски, което води до разделяне на слоя. По -големите празнини допълнително увеличават рисковете за разслояване.
3. Проблеми с контрола на процесите
Неадекватното налягане или температура по време на втвърдяване отслабва връзката на смолата с влакна, създавайки латентни рискове за разрушаване.
4. Концентрация на напрежение
Композитите от въглеродни влакна проявяват анизотропни реакции на стрес. Обработните сили, перпендикулярни на фибри слоеве, генерират вътрешни напрежения. Когато тези напрежения надвишават силата на връзката на смолата с влакна, настъпва разслояване и се разпространява при продължителни натоварвания.
Заключение
Обаждането в продуктите от въглеродни влакна произтича от техния слоест производствен процес, дефекти на ръчно боравене, несъответствия в процесите и поведение на анизотропния стрес. Разглеждането на тези проблеми изисква оптимизирани техники за наслояване, прецизен контрол на процесите и усъвършенствани стратегии за обработка, за да се сведе до минимум международните слабости.
