Anàlisi de les propietats resistents al desgast dels materials compostos de niló reforçat amb fibra de carboni (CF/PA)
El niló (PA) s'utilitza àmpliament com a material compost de polímer termoplàstic multifuncional en molts camps a causa de les seves excel·lents propietats mecàniques, baix coeficient de fricció i excel·lent resistència a l'impacte. Tanmateix, a les indústries de gamma alta amb alts requisits per al rendiment del producte, com ara energia nova, tractament mèdic d'alta velocitat i equipament intel·ligent, els materials PA tradicionals han mostrat limitacions del producte en termes de resistència a la calor i manteniment dimensional. Per resoldre aquests problemes, van sorgir materials compostos termoplàstics reforçats amb fibra de carboni continus formats combinant fibra de carboni (CH) amb materials PA tradicionals. Aquest material no només millora significativament les propietats mecàniques, sinó que també té un excel·lent rendiment en altres propietats físiques com la resistència al desgast.
Les propietats de fricció i desgast dels compostos termoplàstics Pa6 presentats amb fibra de carboni avaluen el rendiment dels materials compostos CF/PA en detall, selecciona fibres de carboni amb diferents percentatges de volum (10vol%, 20vol%, 30vol%) com a reforç. , i realitza proves de desgast per fricció en condicions d'humitat (30 ~ 45%), càrrega fixa (0 ~ 16N) i freqüència de fricció (0-12HZ).
Canvis en el coeficient de fricció
Sota la càrrega establerta de 9N i la freqüència de fricció de 4HZ, el coeficient de fricció de les mostres de material PA pur augmenta ràpidament amb el temps. El coeficient de fricció de mostres de material compost CF/PA del 20% en pes i 30% en pes augmenta amb el temps principalment en un patró parabòlic, mentre que el coeficient de fricció de les mostres de material compost CF/PA del 10% en pes augmenta primer i després disminueix, mostrant finalment una tendència a l'alça.
En resum, a mesura que augmenta el percentatge de volum del reforç de fibra de carboni, el coeficient de fricció del material compost CF/PA format disminueix gradualment i es pot veure que el coeficient de fricció del material PA pur és superior al de qualsevol percentatge de volum de CF. /PA material compost. El més destacat és que el material compost CF/PA del 20% en pes mostra el coeficient de fricció més baix. Això és causat per la interacció entre la fibra de carboni o microestructura de la superfície de la fibra de carboni i la interfície de la matriu. Pot tenir un cert efecte de lubricació durant el procés de fricció, reduint així el coeficient de fricció del material compost.
Volum de danys per fricció
Amb la mateixa força de càrrega o freqüència de fricció, el volum de danys per fricció de la mostra de material PA pur és el més gran, mentre que el volum de danys per fricció del material compost CF/PA 20wt19% és el més petit. Això demostra que el material compost CF/PA té una millor durabilitat. Quan la força de càrrega augmenta a 9-15N, el volum de dany per fricció del material compost CF/PA del 30% en pes augmenta sobtadament, cosa que pot ser degut al contingut excessiu de fibra de carboni que fa que la tensió interna del material compost concentrar-se en un sol lloc.
Segons els resultats de l'escaneig SEM, hi ha microesquerdes evidents a la superfície de la mostra de material PA pur, i es produeix el fenomen de pelat, però les marques de desgast del material compost CF/PA són significativament menors, especialment el 20% en pes CF/PA. material compost, que gairebé no té aquest fenomen de pelatge. Es pot dir que la quantitat adequada de reforç de fibra de carboni pot suportar eficaçment la càrrega que tira de la superfície de contacte i evitar que el material es separi.
En la producció real de CFPA6, Zhishang New Materials Technology va trobar que el rendiment del material compost també es veurà afectat directament per la bala d'or de resina. L'estudi va trobar que quan es fusionen la fracció de massa de la fibra de carboni contínua i la resina PA, la resistència a la tracció, el mòdul elàstic de flexió i la resistència a la flexió del material compost es milloren de manera més significativa, que pot ser 2-3 vegades més gran que això. de resina PA pura. Això demostra completament que la termoplasticitat i les propietats de la resina es poden millorar molt amb el reforç de la fibra de carboni.
Al ritme dels temps, el desenvolupament de la ciència i la tecnologia i l'avenç de la tecnologia poden proporcionar una actualització més profunda dels materials compostos CF/PA. Creiem que aquest material es pot utilitzar més àmpliament en diversos camps en el futur. Sobretot en escenaris que requereixen resistència a entorns molt danyats com alta temperatura i alta humitat.
