Ako dodávateľ UD (jednosmerná) látka z uhlíkových vlákien sa často stretávam s otázkami o frakcii objemu vlákien našich výrobkov. Tento rozhodujúci parameter významne ovplyvňuje výkon a aplikáciu tkaniny uhlíkových vlákien UD a porozumenie je nevyhnutné pre výrobcov aj koncových používateľov.
Čo je frakcia objemu vlákien?
Frakcia objemu vlákien (VF) sa vzťahuje na podiel objemu uhlíkových vlákien v celkovom objeme kompozitného materiálu, ktorý obsahuje vlákna a maticu (zvyčajne živicu). Vyjadruje sa ako percento. Napríklad, ak má kompozit s uhlíkovými vláknami UD uhlíkovú vlákninu frakciu objemu vlákniny 60%, znamená to, že 60% celkového objemu kompozitu je obsadené uhlíkovými vláknami, zatiaľ čo zvyšných 40% je živicová matica.
Frakcia objemu vlákien je kľúčovým determinantom mechanických vlastností kompozitov tkanín uhlíkových vlákien UD. Vyššia frakcia objemu vlákien vo všeobecnosti vedie k lepšiemu mechanickému výkonu, ako je zvýšená pevnosť, tuhosť a rezistencia na únavu. Je to preto, že uhlíkové vlákna sú mimoriadne silné a tuhé v porovnaní s matricou živice. Dosiahnutie veľmi vysokej frakcie objemu vlákniny však môže byť náročné v dôsledku obmedzení spracovania.
Meranie frakcie objemu vlákna
Existuje niekoľko metód na meranie objemu vlákniny objemu tkaniny uhlíkových vlákien UD. Jedným z bežných prístupov je metóda popálenia. V tejto metóde sa odváži vzorka kompozitu a potom sa zahrieva v peci pri vysokej teplote (zvyčajne okolo 500 - 600 ° C), aby sa spálila matrica živice. Po úplnom spálení živice sa zostávajúce uhlíkové vlákna opäť odvážia. Frakcia objemu vlákna sa dá vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
[V_f = \ frac {w_f/\ rho_f} {w_f/\ rho_f + w_m/\ rho_m}]
kde (W_F) je hmotnosť vlákien, (\ rho_f) je hustota uhlíkových vlákien, (W_M) je hmotnosť matrice a (\ rho_m) je hustota matrice.
Ďalšou metódou je metóda trávenia kyselín. V tomto procese je kompozitná vzorka ponorená do silnej kyseliny, ktorá môže rozpustiť matricu živice bez ovplyvnenia uhlíkových vlákien. Po rozpustení živice sú vlákna oddelené, sušené a odvážené. Podobne ako v prípade metódy vypálenia, aj frakcia objemu vlákna sa môže vypočítať na základe hmotností a hustoty vlákien a matrice.
Faktory ovplyvňujúce frakciu objemu vlákien
Výrobný proces
Výrobný proces tkaniny uhlíkových vlákien UD má významný vplyv na frakciu objemu vlákien. Napríklad v procese ruky - ležanie je relatívne ťažké dosiahnuť frakciu s vysokým objemom vlákniny, pretože ide o manuálny proces a môže sa vyskytnúť viac dutín a nerovnomerné rozdelenie živice. Na druhej strane procesy, ako je formovanie prenosu živice (RTM) a lišta autotoklávu, môžu dosiahnuť frakcie s objemom vyššieho vlákna. V RTM sa živica vstrekuje do formy obsahujúcej vopred umiestnené uhlíkové vlákna pod tlakom, čo pomáha vytlačiť vzduch a zaisťuje rovnomernejšie rozdelenie živice. Formovanie autoklávu aplikuje teplo aj tlak, ktoré môže ďalej zhutniť vlákna a znížiť medzery, čo vedie k vyššej frakcii objemu vlákien.
Architektúra vlákien
Architektúra uhlíkových vlákien v tkanine UD tiež ovplyvňuje frakciu objemu vlákien. V tkanine UD v studni môžu byť vlákna hustejšie zabalené, čo umožňuje vyššiu frakciu objemu vlákien. Ak sú však vlákna nesprávne zarovnané alebo majú veľa kriminálnikov, je ťažšie dosiahnuť frakciu s vysokým objemom vlákniny.
Viskozita živice
Ďalším dôležitým faktorom je viskozita živice použitého v kompozite. Živica s vysokou viskozitou nemusí ľahko prúdiť medzi uhlíkovými vláknami, čo vedie k neúplnej impregnácii a nižšej frakcii objemu vlákien. Všeobecne sa uprednostňujú živice s nízkou viskozitou, pretože môžu lepšie preniknúť do zväzkov vlákien, čo vedie k rovnomernejšiemu rozdeleniu živice a vyššej dosiahnuteľnej frakcii objemu vlákien.
Dôležitosť frakcie objemu vlákien v rôznych aplikáciách
Letecký priemysel
V leteckom priemysle sú vysoko vyhľadávané kompozity tkaniny UD uhlíkových vlákien s frakciou s vysokým objemom vlákniny. Komponenty, ako sú krídla lietadiel a trupy, vyžadujú materiály s vysokou pevnosťou - k - hmotnosti a tuhosti - k rozmeru hmotnosti. Frakcia s objemom s vyšším objemom vlákniny znamená, že v kompozite je prítomných viac zaťaženia uhlíkových vlákien, čo môže významne zlepšiť mechanický výkon leteckých komponentov. To zase pomáha znižovať hmotnosť lietadla, čo vedie k nižšej spotrebe paliva a zvýšenej účinnosti.
Automobilový priemysel
V automobilovom priemysle sa tkanina uhlíkových vlákien UD používa na výrobu vysoko výkonných dielov, ako sú telové panely, komponenty podvozku a hnacie hriadele. Frakcia s vyšším objemom vlákien môže zvýšiť pevnosť a tuhosť týchto častí, čím sa zlepší celkový výkon a bezpečnosť vozidla. Ľahká povaha kompozitov z uhlíkových vlákien s vysokým objemovým zlomkom vlákniny môže prispieť k lepšej spotrebe paliva a rýchlejšiemu zrýchleniu.
Inžinierstvo
V stavebníctve sa tkanina uhlíkových vlákien UD často používa na posilnenie existujúcich štruktúr. NapríkladBalenie uhlíka pre lúčeje bežná aplikácia. Objem vlákna objemu tkaniny z uhlíkových vlákien použitých v týchto aplikáciách ovplyvňuje jej zaťaženie - nosnosť. Frakcia s vyšším objemom vlákniny môže zabezpečiť väčšie posilnenie lúčov, čím sa zvýši ich pevnosť a trvanlivosť.
Naše výrobky z uhlíkových vlákien UD a frakcia objemu vlákien
V našej spoločnosti ponúkame celý rad výrobkov z uhlíkových vlákien UD s rôznymi frakciami objemu vlákien, ktoré uspokoja rôzne potreby našich zákazníkov. Náš300 g tkanina uhlíkových vlákien UDje populárna voľba. Starostlivo sa skonštruovala na dosiahnutie optimálneho frakcie objemu vlákien, ktorá poskytuje dobrú rovnováhu medzi mechanickým výkonom a jednoduchým spracovaním.
Používame pokročilé výrobné techniky na zabezpečenie konzistentného objemu vlákien v našich výrobkoch. Náš tím kontroly kvality vykonáva pravidelné inšpekcie pomocou vyššie uvedených metód, aby sa zaručilo, že frakcia objemu vlákien každej dávky tkaniny uhlíkových vlákien UD spĺňa naše štandardy vysokej kvality.
Viac informácií o našomCFRP uhlíkProdukty a ich frakcie objemu vlákien môžete navštíviť našu webovú stránku. Zaviazali sme sa, že našim zákazníkom poskytuje vysokokvalitnú tkaninu UD uhlíkových vlákien, ktorá spĺňa ich špecifické požiadavky.
Kontaktujte nás kvôli obstarávaniu
Ak vás zaujíma naše výrobky z uhlíkových vlákien UD a chceli by ste prediskutovať vaše potreby obstarávania, odporúčame vám, aby ste sa na nás oslovili. Náš skúsený obchodný tím je pripravený vám poskytnúť podrobné informácie o produkte, technickú podporu a konkurenčné ceny. Či už ste v leteckom, automobilovom priemysle, stavebnom inžinierstve alebo v akomkoľvek inom odvetví, ktoré vyžaduje kompozity s vysokým výkonom uhlíkových vlákien, môžeme s vami nájsť najlepšie riešenie.
Odkazy
- Callister, WD a Rethwisch, DG (2011). Materiálová veda a inžinierstvo: Úvod. Wiley.
- Agarwal, BD, Broutman, LJ a Chandrashekhara, K. (2006). Analýza a výkon kompozitov vlákien. Wiley.
- Hull, D., & Clyne, TW (1996). Úvod do kompozitných materiálov. Cambridge University Press.