Vật liệu composite sợi carbon

Vật liệu composite sợi carbon là gì?

Vật liệu composite sợi carbon, chủ yếu là một loại sợi đặc biệt bao gồm nguyên tố carbon, hàm lượng carbon của nó thay đổi theo các loại khác nhau, thường hơn 90%. Sợi carbon có đặc điểm của vật liệu carbon nói chung, chẳng hạn như điện trở nhiệt độ cao, điện trở mài mòn, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt và khả năng chống ăn mòn. Sau đây là việc giới thiệu chi tiết các vật liệu composite sợi carbon cho tất cả mọi người, và việc sử dụng và lợi thế của vật liệu composite sợi carbon. Chúng tôi hy vọng sẽ giúp những người bạn có nhu cầu như vậy.

Composite sợi carbon là gì?

Trong gia đình lớn vật liệu composite, các vật liệu gia cố sợi luôn là trọng tâm của sự chú ý. Kể từ sự ra đời của sợi thủy tinh được gia cố bằng sợi thủy tinh và nhựa hữu cơ, sợi carbon, sợi gốm và vật liệu tổng hợp sợi Boron đã được phát triển thành công và hiệu suất của chúng đã được cải thiện liên tục, làm cho trường vật liệu tổng hợp của chúng phát triển mạnh mẽ. Chúng ta hãy xem các vật liệu tổng hợp sợi carbon độc đáo dưới đây.

Thứ hai, cấu trúc tổng hợp sợi carbon

Sợi carbon là một loại sợi đặc biệt bao gồm nguyên tố carbon. Hàm lượng carbon của nó thay đổi theo các loại khác nhau và thường là hơn 90%. Sợi carbon có đặc điểm của vật liệu carbon nói chung, chẳng hạn như điện trở nhiệt độ cao, điện trở ma sát, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt và khả năng chống ăn mòn, nhưng không giống như vật liệu carbon nói chung, hình dạng của nó có tính dị hướng, độ mềm và có thể được xử lý thành nhiều loại khác nhau Vải thể hiện cường độ cao dọc theo trục sợi. Sợi carbon có trọng lượng riêng nhỏ và do đó có cường độ riêng cao.

Sợi carbon được làm bằng sợi hóa học nhân tạo có hàm lượng carbon cao và không tan chảy trong quá trình xử lý nhiệt và được xử lý bằng cách xử lý oxy hóa ổn định nhiệt, xử lý cacbon hóa và đồ họa.

Sợi carbon là một vật liệu mới với tính chất cơ học tuyệt vời. Trọng lượng riêng của nó ít hơn 1/4 của thép. Độ bền kéo của vật liệu tổng hợp nhựa sợi carbon thường trên 3500MPa, cách thép 7 đến 9 lần và mô đun đàn hồi kéo của nó là 23000. ~ 43000MPa cũng cao hơn thép. Do đó, cường độ cụ thể của CFRP là tỷ lệ cường độ của vật liệu so với mật độ của nó có thể đạt tới 2000MPa/(g/cm3), trong khi cường độ cụ thể của thép A3 chỉ khoảng 59MPa/(g/cm3) và Mô đun cụ thể của nó cũng cao hơn thép.

Thứ ba, những lợi thế của vật liệu composite sợi carbon

1, cường độ cao (5 lần so với thép)

2, Điện trở nhiệt tuyệt vời (có thể chịu được nhiệt độ trên 2000 ° C)

3, Khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời

4, Hệ số giãn nở nhiệt thấp (biến dạng nhỏ)

5, Khả năng nhiệt nhỏ (tiết kiệm năng lượng)

6, Tỷ lệ nhỏ (thép 1/5)

7, Kháng ăn mòn tuyệt vời và hiệu suất bức xạ

Thứ tư, vật liệu composite sợi carbon

Mục đích chính của sợi carbon là kết hợp với một ma trận nhựa, kim loại, gốm, vv để tạo ra một vật liệu cấu trúc. Các vật liệu tổng hợp epoxy được gia cố bằng sợi carbon, với cường độ cụ thể kết hợp và mô đun cụ thể, là cao nhất trong số các vật liệu cấu trúc hiện có. Trong những khu vực có các yêu cầu nghiêm ngặt về mật độ, độ cứng, trọng lượng và đặc điểm mệt mỏi, vật liệu composite sợi carbon là lợi thế trong các ứng dụng đòi hỏi nhiệt độ cao và độ ổn định hóa học cao.

Sợi carbon được sản xuất vào đầu những năm 1950 để đáp ứng nhu cầu về khoa học và công nghệ tiên tiến như tên lửa, hàng không vũ trụ và hàng không. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong thiết bị thể thao, dệt may, máy móc hóa học và các lĩnh vực y tế. Với các yêu cầu ngày càng đòi hỏi của các công nghệ tiên tiến về hiệu suất kỹ thuật của các vật liệu mới, các nhà khoa học và kỹ thuật viên không ngừng cố gắng cải thiện. Đầu những năm 1980, các sợi carbon hiệu suất cao và cực kỳ hiệu suất cao xuất hiện lần lượt. Đây là một bước nhảy vọt khác trong công nghệ. Nó cũng đánh dấu rằng nghiên cứu và sản xuất sợi carbon đã bước vào giai đoạn tiên tiến.

Vật liệu composite bao gồm sợi carbon và nhựa epoxy là vật liệu hàng không vũ trụ tiên tiến do trọng lượng riêng nhỏ, độ cứng tốt và cường độ cao. Bởi vì mỗi trọng lượng của tàu vũ trụ có thể làm giảm xe phóng xuống 500 kg. Do đó, việc sử dụng các vật liệu composite tiên tiến trong ngành hàng không vũ trụ đang cạnh tranh. Có một máy bay chiến đấu hạ cánh thẳng đứng. Tổng hợp sợi carbon được sử dụng bởi nó đã chiếm 1/4 trọng lượng của toàn bộ máy bay và chiếm 1/3 trọng lượng của cánh. Theo báo cáo, các thành phần chính của ba máy đẩy tên lửa trên tàu con thoi của Hoa Kỳ và các ống phóng tên lửa MX tiên tiến được làm bằng vật liệu composite sợi carbon tiên tiến.

Xe F1 (Giải vô địch Công thức 1 thế giới) ngày nay, hầu hết cấu trúc cơ thể sử dụng vật liệu sợi carbon. Điểm bán hàng hàng đầu của chiếc xe thể thao hàng đầu cũng là việc sử dụng sợi carbon trên khắp cơ thể để tăng cường độ khí động học và cấu trúc. Sợi carbon có thể được chế biến thành các loại vải, felts, thảm, thắt lưng, giấy và các vật liệu khác. Ngoài việc sử dụng sợi carbon truyền thống ngoài các vật liệu cách nhiệt nhiệt, thường không đơn độc, chủ yếu là vật liệu gia cố được thêm vào nhựa, kim loại, gốm sứ, bê tông và các vật liệu khác, tạo thành một vật liệu tổng hợp. Các vật liệu tổng hợp bằng sợi carbon có thể được sử dụng làm vật liệu cấu trúc máy bay, vật liệu điện khí hóa che chắn điện từ, dây chằng nhân tạo và các vật liệu thay thế cơ thể khác cũng như sản xuất vỏ tên lửa, thuyền máy, robot công nghiệp, lò xo lá ô tô và trục lái.

Tóm tắt của biên tập viên: Trên đây là vật liệu composite sợi carbon là gì và giới thiệu liên quan đến việc sử dụng vật liệu composite sợi carbon. Tôi hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về vật liệu composite sợi carbon. Nếu bạn vẫn muốn tìm hiểu thêm về thông tin liên quan, vui lòng tiếp tục theo dõi trang web của chúng tôi. Theo dõi sẽ trình bày nội dung thú vị hơn.