Els materials compostos basats en resina reforçats amb fibra de carboni s'han utilitzat àmpliament en diverses indústries, com ara la tecnologia aeroespacial, els scooters domèstics i l'electrònica d'alta tecnologia a causa del seu pes lleuger, alta resistència de treball i forta resistència a la corrosió. A causa del seu notable rendiment del producte en entorns humits i d'alta temperatura, temperatura elevada i control de contracte moderat, aquest article estudiarà longitudinalment els canvis en el rendiment de treball i el mecanisme dels materials compostos reforçats amb fibra de carboni en entorns durs amb temperatures humides incontrolables, i combinarà amb continguts experimentals específics i s'analitzen casos d'aplicació.
Un entorn amb humitat i temperatura incontrolables té un impacte més gran en el rendiment i el mecanisme dels materials compostos de fibra de carboni. Des d'un punt de vista mecànic, un ambient càlid d'envelliment provocarà danys a la interfície entre la resina i la fibra. Microscòpicament, la resina i la fibra es separaran. Aquesta interfície La separació comportarà una disminució del rendiment global del material compost, afectant així les propietats mecàniques. Des d'una perspectiva macro, les propietats mecàniques dels materials compostos es reduiran significativament, cosa que suposa una amenaça per a la seguretat de l'estructura global.
Els ambients tèrmics humits també poden provocar una degradació del rendiment:
Resistència a la tracció: la resistència a la tracció dels materials compostos disminueix, especialment en condicions d'alta humitat i temperatura; Resistència al tall interlaminar: la destrucció de la interfície entre la resina i la fibra condueix a una disminució de la resistència al tall interlaminar dels materials compostos; Mòdul: mòdul de tracció El volum baixa lleugerament.
En el document "Estudi comparatiu sobre propietats d'envelliment per humitat i calor de diferents tipus de materials compostos reforçats amb fibra", els compostos de fibra de carboni unidireccionals (CFRP), els compostos de fibra de vidre (GFRP) i els compostos de fibra de lli (FRP) amb un contingut de fibra de carboni de 60%6 es van realitzar. Es va realitzar una prova d'envelliment per calor càlid i l'experiment va demostrar que després de l'envelliment en un entorn càlid i humit, la resistència a la tracció i la resistència a la cisalla interlaminar dels materials compostos de fibra de vidre van disminuir significativament i el mòdul de tracció va disminuir lleugerament. Després de l'assecat, les propietats de tracció es van recuperar, però la resistència al tall interlaminar va ser difícil de curar. Es pot veure que la degradació del rendiment, com la hidròlisi de la fibra de vidre i el desenllaç de la interfície que es produeix durant el procés d'envelliment dels materials compostos de fibra de vidre, és un canvi irreversible.
Els compostos de fibra de lli es plastificaran després d'absorbir l'aigua i la resistència a la tracció augmentarà lleugerament, mentre que el mòdul de tracció i la resistència al tall interlaminar es mantindran estables després d'una forta disminució. Després de l'assecat, la resistència a la tracció no es pot restaurar o fins i tot disminueix significativament, mentre que el mòdul de tracció i la resistència al tall interlaminar augmenten significativament. Aquest fenomen està estretament relacionat amb canvis com la plastificació de la humitat, l'expansió i la degradació de les fibres i la matriu.
Els compostos de fibra de carboni són diferents dels dos materials esmentats anteriorment. A mesura que augmenta el temps d'envelliment, les propietats de tracció dels compostos de fibra de carboni es mantenen gairebé sense canvis, però la resistència al tall interlaminar disminueix lleugerament. Després de l'assecat, les propietats de tracció i les propietats de cisalla entre capes tornen al seu estat original. Es pot veure que fins i tot si el material compost de fibra de carboni es veu afectat durant el procés d'envelliment en un ambient humit i calent, tornarà a la seva forma original després de l'assecat i té una bona resistència a la humitat i la calor.
Tot i que els materials compostos de fibra de carboni tenen una millor resistència a la humitat i la calor, encara es requereixen ajustaments específics del producte en aplicacions de producció reals per garantir una millor aplicació del producte. A l'informe "Recerca sobre el rendiment de les peces càlides de la fibra de carboni CCF30 domèstica i els materials compostos CC[300/EH503R3", es va realitzar un estudi sobre l'envelliment de materials compostos específics basats en resina de fibra de carboni en entorns càlids i humits. L'estudi va demostrar que: els materials compostos CCF300/EH503R3 es van provar en condicions d'1,000-estat a temperatura ambient. Sota el medi ambient, el 90% de la morfologia de la fractura per tracció mostra danys a la matriu i la fibra de carboni no té fractura evident. La superfície de la fibra de malla està embolicada amb una gran quantitat de resina, cosa que demostra que la fibra de carboni i la resina tenen fortes propietats d'enllaç interfacial. A l'entorn de prova de 93 graus / sec, es va produir una petita quantitat de trencament de resina i una lleugera desenganxació de fibra de carboni. Després del tractament en un entorn de calor humit, a causa de l'augment de la temperatura de l'entorn de prova, va aparèixer un petit nombre d'esquerdes al llarg de l'eix de la fibra i la quantitat de resina embolicada a la superfície de la fibra va disminuir. El desenllaç augmenta i la força d'unió entre la fibra i la resina es debilita. Tanmateix, a una temperatura de prova de 132 graus / humit, la fibra de carboni i la resina encara es poden combinar fortament, cosa que demostra que el material compost CCF300/EH503R3 té un excel·lent rendiment de la interfície i una resistència a la humitat i a la calor.
En resum, basant-nos en productes reals i experiència de producció passada, podem dissenyar un pla de disseny de productes per a materials compostos de fibra de carboni d'una manera específica, mesurar els requisits de rendiment segons les condicions d'aplicació del producte i començar a partir de la matriu de resina, el model precursor de fibra de carboni. , esquema de modificació, procés d'emmotllament, etc., per especificar un pla de disseny raonable per garantir el seu rendiment real de l'aplicació. Aquesta és exactament la lògica subjacent de la Xina per mirar primer els dibuixos del producte i després entendre els requisits d'aplicació del producte i després donar el pla de disseny més tard.
Amb el progrés continu en el camp dels materials, el rendiment humit i tèrmic dels materials compostos de fibra de carboni es pot millorar encara més mitjançant la modificació de la interfície i la millora del rendiment dels precursors, i els derivats de compostos de fibra de carboni també tindran un paper indispensable i important en més camps. .
