Szénszállal erősített nylon (CF/PA) kompozit anyagok kopásállósági tulajdonságainak elemzése
A nylont (PA) széles körben használják többfunkciós hőre lágyuló polimer kompozit anyagként számos területen kiemelkedő mechanikai tulajdonságai, alacsony súrlódási együtthatója és kiváló szilárdsági hatása miatt. Azonban az olyan csúcskategóriás iparágakban, amelyek magas követelményeket támasztanak a termékteljesítményre vonatkozóan, mint például az új energia, a nagy sebességű orvosi kezelés és az intelligens berendezések, a hagyományos PA-anyagok a termék korlátait mutatják a hőállóság és a mérettartás tekintetében. E problémák megoldására folyamatos szénszál erősítésű hőre lágyuló kompozit anyagok jelentek meg, amelyeket szénszál (CH) és hagyományos PA anyagok kombinálásával alakítottak ki. Ez az anyag nemcsak jelentősen javítja a mechanikai tulajdonságokat, hanem kiválóan teljesít más fizikai tulajdonságokban is, mint például a kopásállóság.
A szénszállal reszelt hőre lágyuló Pa6 kompozitok súrlódási és kopási tulajdonságai részletesen értékeli a CF/PA kompozit anyagok teljesítményét, és erősítésként különböző térfogatszázalékú (10 térfogat%, 20 térfogat%, 30 térfogat%) szénszálakat választ ki. és súrlódási kopásvizsgálatokat végez páratartalom (30-45%), beállított terhelés (0-16N) és súrlódási gyakoriság mellett (0-12HZ).
A súrlódási együttható változásai
A beállított 9N terhelés és 4HZ súrlódási frekvencia mellett a tiszta PA anyagminták súrlódási együtthatója idővel gyorsan növekszik. A 20 tömegszázalékos és 30 tömegszázalékos CF/PA kompozit anyagminták súrlódási együtthatója idővel főként parabolikus mintázatban növekszik, míg a 10 tömegszázalékos CF/PA kompozit anyagminták súrlódási együtthatója először nő, majd csökken, végül emelkedő tendenciát mutatva.
Összefoglalva, a szénszálas erősítés térfogatszázalékának növekedésével a kialakított CF/PA kompozit anyag súrlódási tényezője fokozatosan csökken, és látható, hogy a tiszta PA anyag súrlódási tényezője nagyobb, mint a CF bármely térfogatszázaléké. /PA kompozit anyag. A legszembetűnőbb az, hogy a 20 tömeg%-os CF/PA kompozit anyag mutatja a legalacsonyabb súrlódási együtthatót. Ezt a szénszál felületén lévő szénszál vagy mikrostruktúra és a mátrix határfelület közötti kölcsönhatás okozza. A súrlódási folyamat során bizonyos kenőhatást fejthet ki, ezáltal csökkentve a kompozit anyag súrlódási tényezőjét.
Súrlódási sérülés térfogata
Ugyanazon terhelési erő vagy súrlódási frekvencia mellett a tiszta PA anyagminta súrlódási károsodási térfogata a legnagyobb, míg a 20 tömeg% 19%-os CF/PA kompozit anyag súrlódási kártérfogata a legkisebb. Ez azt mutatja, hogy a CF/PA kompozit anyag tartósabb. Ha a terhelési erőt 9-15N-re növeljük, a 30 tömeg%-os CF/PA kompozit anyag súrlódási sérülési térfogata hirtelen meredeken megnő, ami a túlzott szénszál-tartalomnak köszönhető, amely a kompozit anyag belső feszültségét okozza. egy helyre koncentrálni.
A SEM szkennelési eredmények szerint a tiszta PA anyagminta felületén nyilvánvaló mikrorepedések vannak, és a hámlási jelenség kialakul, de a CF/PA kompozit anyag kopásnyomai lényegesen kisebbek, különösen a 20 tömegszázalékos CF/PA kompozit anyag, melyben szinte nincs is ez a hámlási jelenség. Elmondható, hogy a megfelelő mennyiségű szénszálas erősítés hatékonyan tudja támogatni az érintkezési felületről húzódó terhelést és megakadályozza az anyag szétválását.
A CFPA6 tényleges gyártása során a Zhishang New Materials Technology megállapította, hogy a kompozit anyag teljesítményét közvetlenül befolyásolja a gyanta aranygolyó. A tanulmány megállapította, hogy a folytonos szénszál és a PA-gyanta tömeghányadának összeolvasztásával a kompozit anyag szakítószilárdsága, hajlítási rugalmassági modulusa és hajlítószilárdsága a legjelentősebben javul, ami 2-3-szer nagyobb lehet, mint a tiszta PA gyantából. Ez teljes mértékben mutatja, hogy a hőre lágyuló képesség és a gyanta tulajdonságai nagymértékben javíthatók szénszál erősítésével.
Az idők ütemében a tudomány és a technológia fejlődése, valamint a technológia fejlődése a CF/PA kompozit anyagok mélyebb fejlesztését biztosíthatja. Úgy gondoljuk, hogy ez az anyag a jövőben szélesebb körben használható lesz különböző területeken. Különösen olyan esetekben, amikor az erősen károsodott környezetekkel, például magas hőmérséklettel és magas páratartalommal szembeni ellenállást igényli.
