Alapvető összetétel és jellemzők
A hőre lágyuló szénszálas kompozitok új kompozit anyagok, amelyek szénszál megerősítéséből és hőre lágyuló gyanta mátrixból állnak. A szénszál, mint megerősítés, nagy szilárdságú, nagy modulus és alacsony sűrűség jellemzői, kiváló mechanikai tulajdonságokkal szolgálva a kompozit anyagok számára. Az általánosan használt hőre lágyuló gyanta mátrixok közé tartozik a poliethereton (PEEK), a polifenilén -szulfid (PPS) és a poliamid (PA) stb. Ezek a gyanták jó plaszticitást és újrahasznosíthatóságot adnak a kompozit anyagoknak.
A hőre lágyuló szénszálas kompozitok alapvető tulajdonságai közé tartozik a nagy szilárdság, a nagy merevség, az alacsony sűrűség, a korrózióállóság és a megtervezés. A hőre keményedő kompozitokkal összehasonlítva a hőre lágyuló kompozitok jobb ütésállósággal, rövidebb formázási ciklussal és hegeszthetőséggel rendelkeznek. Ezenkívül a hőre lágyuló kompozitok jobb szilárdságot és károsodási toleranciát mutatnak magas hőmérsékleten, ami jelentős előnyöket nyújt számukra a magas hőmérsékletű környezeti alkalmazásokban.
Mechanikai tulajdonságok
A hőre lágyuló szénszálas kompozitok kiváló mechanikus tulajdonságmegtartást mutatnak magas hőmérsékleti körülmények között. A tanulmányok kimutatták, hogy az ilyen anyagok továbbra is fenntarthatják a nagy szilárdságot és a modulust, még 200 fok feletti magas hőmérsékleti körülmények között is. Például a peek-alapú szénszálas kompozitok szilárdsági visszatartási sebessége 200 fokos elérési sebességgel több mint 80%-ot érhet el, ami sokkal magasabb, mint a hagyományos hőre keményedő kompozitoké.
A magas hőmérsékletnek a hőre lágyuló szénszálas kompozitok mechanikai tulajdonságaira gyakorolt hatása elsősorban a gyanta mátrix lágyulási fokában és az interfész kötési szilárdságában tükröződik. A hőmérséklet növekedésével a gyanta mátrix modulusa csökken, ami a kompozit általános merevségének csökkenését eredményezi. A szénszálas erősítés magas hőmérsékleti stabilitásának köszönhetően azonban a kompozit erőssége viszonylag kicsi. Ezenkívül a gyanta mátrix ésszerű kiválasztása és az interfész kötés optimalizálása hatékonyan javíthatja a kompozit magas hőmérsékleti mechanikai tulajdonságait.
Hőstabilitás és kúszó ellenállás
A hőre lágyuló szénszálas kompozitok kiváló hőstabilitást és kúszási ellenállást mutatnak magas hőmérsékleten. A hőstabilitás elsősorban az anyag dimenziós stabilitásában és kémiai stabilitásában tükröződik magas hőmérsékletű környezetben. Például a peek-alapú szénszálas kompozitok hosszú ideig is felhasználhatók 250 fokon, és a rövid távú felhasználási hőmérséklet elérheti a 300 fokot, és megőrizheti a jó dimenziós stabilitást és a kémiai tehetetlenséget ezen a hőmérsékleti tartományon belül.
A kúszás ellenállás fontos mutató az anyag képességének mérésére a magas hőmérsékleten és a folyamatos terhelés mellett. A szénszál -megerősítés jelenléte miatt a hőre lágyuló szénszálas kompozitok kiváló kúszási ellenállást mutatnak magas hőmérsékleten. A tanulmányok kimutatták, hogy 200 fokos és állandó terhelésnél a peek-alapú szénszálas kompozitok kúszószeneje szignifikánsan alacsonyabb, mint a hagyományos fém anyagoké, és a kúszási sebesség fokozatosan csökken az idő múlásával. Ez a kiváló kúszó ellenállás miatt a hőre lágyuló szénszálas kompozitok széles körű alkalmazási kilátásokkal rendelkeznek a magas hőmérsékletű terhelésű szerkezetekben.
Jellemzők
A kiváló mechanikai tulajdonságok és a hőstabilitás mellett a hőre lágyuló szénszálas kompozitok is egyedi funkcionális tulajdonságokat mutatnak magas hőmérsékleten. Az első az elektromos vezetőképesség. Maga a szénszál jó elektromos vezetőképességgel rendelkezik, amely lehetővé teszi a kompozit anyag számára, hogy magas hőmérsékleten fenntartsa a stabil elektromos vezetőképességet. Ez a szolgáltatás lehetővé teszi a hőre lágyuló szénszálas kompozitok használatát statikus eloszláshoz és elektromágneses árnyékoláshoz magas hőmérsékleten.
A második a hővezető képesség. Noha a gyanta mátrix hővezető képessége gyenge, a szénszál nagy hővezető képessége miatt a kompozit anyag egésze jó hővezetőképességgel rendelkezik. Magas hőmérsékletű környezetben ez a hővezető képesség elősegíti a hő gyors diffúzióját, megakadályozza a helyi túlmelegedést és javítja az anyag biztonságát.
Az utolsó az elektromágneses árnyékolás teljesítménye. A szénszál vezetőképes hálózati struktúrája lehetővé teszi a hőre lágyuló szénszálas kompozitok számára, hogy magas hőmérsékleten fenntartsák a jó elektromágneses árnyékolási hatásokat. A tanulmányok kimutatták, hogy még a 200 fokos magas hőmérsékleten is, a Peek-alapú szénszálas kompozitok továbbra is fenntarthatják az elektromágneses árnyékolási hatékonyságot, amely több mint 60 dB-t tartalmaz, ami jóval magasabb, mint a hagyományos fém anyagok
