A-13 Şüşəli Prepreg

Gücləndirilmiş karbon lifi prepreg: dinamik yükləmə şəraitində yüksək zərbəötkünlüyü olan kompozit materiallar üçün həll

Uzunmüddətli dinamik yüklərə məruz qalan külək enerjisi, yeni enerji nəqliyyat vasitələri və yüksək dəqiqlikli avadanlıq kimi sahələrdə materialların möhkəmliyi və yorulma müqaviməti komponentlərin xidmət ömrünü birbaşa təyin edir. Bu möhkəmləndirilmiş karbon lifi prepregi, əsas birləşdirici sistem kimi ixtisaslaşmış möhkəmləndirilmiş reçinədən istifadə edir və bu, biristiqamətli karbon lifi prepregi ilə karbon lifli parça prepreginin iki aparıcı formasını əhatə edir. Reçinənin lifə səmərəli nüfuz etməsi və birləşməsi sayəsində, sərtləşdikdən sonra yalnız yüksək mexaniki xüsusiyyətlərə malik olmur, həm də nəm istilik sabitliyinə görə fərqlənir və uzunmüddətli vibrasiya və təsir kimi dinamik yük şəraitində sabit şəkildə işləyə bilir. Qarğıdalı kanatları, avtomobil şassiləri və yüksək dəqiqlikli mexaniki konstruksiyalar üçün möhkəmlik və möhkəmliyin tarazlandığı material seçimi təmin edir və yüksək sərtlikli, lakin aşağı möhkəmliyə malik olan ənənəvi karbon lifi prepreglərinin performans məhdudiyyətlərini aradan qaldırır.

Əsas üstünlük: Dözümlülük sahəsində inkişafın, sabit performansın və ssenari uyğunluğunun çoxşaxəli təminatı

1. Xüsusi möhkəmlədici rezinin tətbiqi sayəsində materialın təsirə və yorulmaya davamlılığı əhəmiyyətli dərəcədə artırılır

Möhkəmləndirilmiş rezin bu prepregin əsas texnologiya xüsusiyyətidir. Ənənəvi adi rezindən fərqli olaraq, o, "epoksi rezin + nüvə-qabıq strukturlu möhkəmləndirici agent + elastik zəncir parçası modifikatoru" kompozit formulundan istifadə edir və molekulyar səviyyədə dizayn vasitəsilə rezinin möhkəmliyini optimallaşdırır: nüvə-qabıq strukturlu möhkəmləndirici agent rezinin bərkiməsindən sonra kiçik elastik hissəciklər əmələ gətirir. Materiala təsir olduqda bu hissəciklər təsir enerjisini udur və crack-in sürətlə yayılmasının qarşısını alır; Elastik zəncir modifikatorları isə rezin molekulyar zəncirlərinin elastikliyini artırır və uzunmüddətli dinamik yüklər altında materialda gərginliyin toplanmasını azaldır.

Müəllifli testlərə görə, bu möhkəmləndirilmiş karbon lifi prepreginin möhkəmlik indeksi əhəmiyyətli təkan qazanmışdır: bir istiqamətli karbon lifi prepregindən hazırlanan kompozit material adi karbon lifi prepreginə nisbətən təsir möhkəmliyində 60%-dən çox artım və bərkidilmədə 45% artım göstərir; karbon lifli parça prepreginin sürüşmə möhkəmliyi 55% artırılmışdır. 1 milyon dövr dinamik yük testindən sonra mexaniki xassələrin saxlanma dərəcəsi hələ də adi prepreg üçün orta səviyyə olan 75%-dən çox olan 90%-i keçir. Məsələn, külək turbinlərinin qanadlarını götürsək, bu möhkəmləndirilmiş prepregin istifadəsindən sonra qanadların güclü külək vibrasiyası şəraitində yorulma ömrü 20 ildən çox uzadılmışdır ki, bu da ənənəvi materiallardan 30% yüksəkdir və külək enerjisi avadanlığının təmir xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Eyni zamanda, məhsulun sıxlığı 5%-dən aşağı olmamaqla ciddi şəkildə nəzarət edilir ki, liflərin və reçinin bərabər paylanması təmin edilsin və yerli sıxlığın çatışmaması səbəbindən zəif möhkəmlik nöqtələri yaranmasın.

2. Müxtəlif dinamik yük senaryolarının gərginlik tələblərinə uyğunlaşdırılmış ikili forma məhsul örtüyü

Məhsul ailəsinə bir istiqamətli karbon lifli prepreg və karbon lifli toxucu material prepreg daxildir ki, bu da müxtəlif komponentlərin gərginlik xüsusiyyətlərini və dinamik yük növlərini nəzərə alaraq çevik şəkildə seçilməyə imkan verir və "tələbat üzrə uyğunlaşma" üstünlüyünü həyata keçirir.

• Bir istiqamətli karbon lifli prepreg: Yüksək düzlüyə malik karbon lifinin bir istiqamətli təchizini qəbul edir, lif istiqamətinin uyğunluğu 99,5% -dən çoxdur və oxial dinamik yükləmə şəraitində yüksək səviyyədə performans göstərir. Rüzgar turbinlərinin qanadlarının başlıq kirişləri, yeni enerjili avtomobillərin şassisinin uzununa kirişləri və yüksək dəqiqlikli maşın alətlərinin ötürücü valı kimi uzunmüddətli dartı və əyilmə vibrasiyasına dözə bilən komponentlər üçün uyğundur. Oksial antifatika xüsusiyyətləri üstündür və 10 Hz tezlikli vibrasiya mühitində 5000 saat ərzində fasiləsiz işləyə bilir və əhəmiyyətli performans itkisi yaranmır, bu da dinamik yük altında struktur sabitliyi tələblərini ödəyir.
• Karbon fiber parçadan hazırlanmış prepreg: Sadə və tili toxuculuq əsasında hazırlanmışdır, müstəvidaxili izotrop xassələrə malikdir və çox istiqamətli təsirə və sürüşmə vibrasiyasına daha yüksək müqavimət göstərir. Yeni enerjili avtomobillərin batareya blokları üçün toqquşma nizamları, yüksək keyfiyyətli avadanlıqlar üçün birləşdirici qovşaqlar və külək turbinlərinin pərlərinin əsas hissələri kimi mürəkkəb formalı və bərabərsiz dinamik yüklərə məruz qalan komponentlər üçün uyğundur. Toxuma strukturu prepregin gərginliyin paylanmasını yaxşılaşdırır. Yerli təsirə məruz qaldığı zaman enerji dərhal bütün toxuma səthinə ötürülür, bu da lokal zədələnmənin qarşısını alır və komponentin pozulmaya qarşı müqavimətini artırır.

İki növ prepreg birləşdirilərək istifadə edilə bilər, məsələn, külək turbinlərinin pərləri "biristiqamətli prepreg (əsas nizam, eninə vibrasiyaya qarşı) + toxuma prepreg (pərin əsası, sürüşmə təsirinə qarşı)" dizaynını həyata keçirə bilər ki, bu da müxtəlif hissələrin dinamik yük tələblərini nəzərə alır və materialın performansını maksimum dərəcədə artırır.

3. Mükəmməl daxma və isti sabitlik, mürəkkəb iş şəraitinə uyğundur

Dinamik yükləmə ssenariləri tez-tez nəmli istilik və dəyişkən yüksək və aşağı temperaturlar kimi mürəkkəb mühitlərlə müşayiət olunur. Ənənəvi karbon lifli prepreg rezinin suyu udması, istilikdən genişlənməsi və daralması səbəbindən interfeys pozulmasına meyllidir, bu da növbəti addımda elastiklik və mexaniki xüsusiyyətlərə təsir edir. Bu isladılmış karbon lifli prepreg isə rezin formulunun optimallaşdırılması və nüfuzetmə prosesinin yaxşılaşdırılması sayəsində üstün nəmli-isti sabitliyə malikdir: isladılmış rezinə əlavə olunan hidrofob komponentlər su udma sürətini azaldır. 85 ℃ temperatur və 85% nisbi rütubətdə olan nəmli-isti mühitdə 1000 saat saxlanmadan sonra belə, su udma dərəcəsi hələ də 1,5%-dən azdır və bu göstərici adi prepreglər üçün sənayedə ümumi qəbul edilmiş 3% orta səviyyəsindən xeyli aşağıdır; Eyni zamanda, rezin və karbon lifi arasındakı interfeys birləşmə möhkəmliyi 25% artırılmışdır ki, bu da temperatur dəyişikliyindən yaranan interfeys soyulmasını effektiv şəkildə dayandırır.

Praktiki tətbiqlərdə bu performans üstünlüyü xüsusilə vacibdir: yeni enerjili nəqliyyat vasitələrinin şassi komponentləri üçün istifadə edildikdə, -40 ℃~120 ℃ temperatur dövrlərini dözə bilir və yağışlı, qarlı və nəmli mühitlərdə belə sabitlik və elastiklik saxlayır; dəniz yuxarı rüzgar turbinlərinin qanadları üçün istifadə edildikdə, yüksək duz səpintisi və yüksək nəmlik şəraitinə qarşı müqavimət göstərir və nəmli-isti yaşlanmadan dolayı qanadların elastikliyinin azalmasının qarşısını alır. Testlərdən sonra məhsulun nəmli və isti mühitdə dinamik sıradan çıxma həyatı adi prepreglə müqayisədə 40% artır, komponentlərin bütün ömür dövrü ərzində etibarlı performansını təmin edir.

4. Böyükmiqyaslı istehsalın tələblərini ödəmək üçün yetkin proses uyğunluğu

Əhəmiyyətli performans üstünlüyünə baxmayaraq, bu möhkəmləndirilmiş karbon lifi prepregi yüksək proses uyğunluğunu saxlayır və isti pres formalaşdırma, sıxılma formalaşdırma və vakuum çanta formalaşdırma kimi ən geniş yayılmış kompozit material istehsal prosesləri ilə uyğundur. Bu, müəssisələr tərəfindən əlavə avadanlıq dəyişikliklərinin tələb olunmasına ehtiyac yaratmır və istehsal maneelerini azaldır.

• İstilikli preslə formalaşdırma: Hava kosmik detalları kimi xüsusi dərəcədə yüksək dəqiqlik və performans tələblərinə malik olan yüksək səviyyəli komponentlər üçün uyğundur, bərabər təzyiq (0,8~1,5MPa) və temperatur (120~150 ℃) tərəfindən idarə olunur, möhkəmləndirici reçin liflərin daxilinə tamamilə nüfuz edir və formalanmış komponentlərin elastiklik bircinsliyi lokal performans fərqləri olmadan 98%-dən çoxdur.
• Tutma kalıbı: yeni enerji avtomobilləri və külək enerjisi kimi böyük miqyaslı istehsal sahələri üçün uyğundur, yüksək formalaşdırma səmərəliliyinə malikdir, tək partiyalı istehsal müddəti 40-60 dəqiqə daxilində nəzarət oluna bilər və sıxılma prosesi komponent ölçüsünü dəqiq nəzarət etməyə imkan verir, sonrakı emal addımlarını azaldır və istehsal xərclərini aşağı salır.
• Vakuum torba ilə formalaşdırma: 15 metrdən çox olan külək turbin kanatları kimi böyük miqyaslı komponentlər üçün uyğundur, rezin axını və qazın çıxarılması vakuum mənfi təzyiqi vasitəsilə həyata keçirilir, bu da isti təzyiq bakı texnologiyasına nisbətən formalaşdırma xərclərini 35% qədər azaldır və möhkəmləndirilmiş rezinin tam performansının təmin edilməsini təmin edir.

Bununla yanaşı, məhsulun yaxşı saxlama sabitliyi var və -18 ℃ temperaturunda 6 aydan artıq saxlanıla bilər. Çıxarıldıqdan sonra uzun istiləşmə vaxtı gözləmədən istehsala birbaşa daxil ola bilər, bu da istehsal gözləmə vaxtını azaldır və sənaye miqyaslı partiyalı istehsalın tempinə uyğunlaşır.

5. Fərqlənmiş dizayn, bazar rəqabət maneələrinin qurulması

Bir tərəfdən, smola formulasiyası, lif seçimi və möhkəmlənmə prosesi sahəsində fərqləndirici inkişaf aparılır - məsələn, müstəqil olaraq işlənib hazırlanmış nüvə-pokrov strukturuna malik möhkəmləndirici agent "möhkəmləndirmə həmişə sərtliyi azaldır" sənaye problemindən yayınmaqla möhkəmlik və sərtlik arasında dəqiq balans yarada bilir, bu da məhsulun möhkəmlik xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırarkən ox boyu uzanma möhkəmliyini 1750MPa-dan çox saxlamasına imkan verir;

Digər tərəfdən, müxtəlif dinamik yükləmə şəraitində şəxsi tələbləri ödəmək üçün möhkəmləndirmə səviyyəsini ("orta möhkəmləndirmə"dən istehlakçı tələblərinə uyğun olaraq "yüksək möhkəmləndirməyə" qədər), lifin səthi sıxlığını (100~800 q/sm² tam örtük) və reçinin miqdarını (35%~50% tənzimlənən) tənzimləyə bilən elastik fərdiləşdirilmiş xidmətlər təklif edirik. Məsələn, yeni enerji avtomobilləri üçün toqquşmağa qarşı balansirlərə olan tələbat cavab olaraq, "yüksək təsir dayanıqlığı"na malik bir istiqamətli karbon lifli prepreg fərdiləşdirilə bilər; külək turbinlərinin pərlərinə olan tələbat cavab olaraq, bazar təzyiqini azaltmaq üçün eynitip rəqabətin yaratdığı təzyiqi aradan qaldırmaq məqsədilə "yüksək nəm və istilik sabitliyinə malik möhkəmləndirilmiş" karbon lifli toxucu prepreg fərdiləşdirilə bilər.