Карбон-фиберийн материал температурыг хянах шаардлагатай учир юу вэ?

Карбон-фиберийн материалийн дулааны үйлчлэл: Төрөлхийн өргөтнөл ба дамжуулалтын асуудал

Нүүрстөрөлдүүн зуурмуйн холбоосын чигт дулааны тэлсэн коэффициент бага зэрэг сөрөг утга үзүүрлэдэг — бүх талд хатуу нүүрстөрөлдүүн-нүүрстөрөлдүүн холбоосын шалтгааныг харгалзан, −0,5–−1,0 × 10⁻⁶ °C⁻¹ хооронд хэлбэлздэг. Энэ нь полимер матрицүүдийн сөрөг биш дулааны тэлсэн коэффициенттой (типики 30–60 × 10⁻⁶ °C⁻¹) илт харилцан адилгүй байдал үүсгэдэг, үүнээс дулааны циклд зуурмуйн ба матрицүүдийн хооронд дотоод хүч үүсдэг. Инженерүүд зуурмуйн бүтцүүдийг тохируулж, хэмжээний тогтвортой байдалын тулд нийт дулааны тэлсэн коэффициентийг түүн дотроо тулгамна, гэтэдүүр түүн дотроо бага тэлсэн коэффициент нь матриц зуурмуйн орчим тэлж эсвэл сууж байхад хоорондын хүчийг нэмж өгдэг. Хүчний нөлөөллийг хориглохгүй үлдээх нь микротрещинуудын үүсэлдэг ба хуурайшалдэг. Нийлүүлсэн материалүүдийн бүх талд бага дулааны дамжуулалт нь дулааны тархалтыг саадтай болгож, бүх талд төвөнхий дулааны ялгааг нэмж өгдэг, мөн тун төвөнхий дулааны нүүрлүүлэлттүүдийн нөлөөллийн мэдэрхүйлүүдийг нэмж өгдэг.

Нүүрстөрөлдүү волокнүүд дулааныг түүний тэнхлэг дагуу үр дүнтэй дамжуулдаг, харин эпоксид юм уу полийэтерэтеркетон гэх мэт стандарт полимер матрицүүд нь илүү удаан дамжуулдаг. Энэ ойролцоогоор 20 дахин ялгаатай бүхэлдүү хүчирхүүлэлт нь дулааныг гол төлөө волокнүүд дагуу дамжуулахыг хүчирхүүлдаг, матрицүүдийн дулааныг хадгалж үлдээдэг. Давхаргат бүтцүүдэд хавтгайн дагуу дулаан дамжуулалт нь түүний зүүн-баруун чигт дулаан дамжуулалтаас 5–10 дахин их байдаг, үүнээс хүчтэр анизотроп дулааны урсгал үүсдаг. Хурдан дулааны өөрчлөлтүүд үед, тус тусадаа үүсдэг төстөй бүснүүдийн өргөтнөл ба шувхрах нь хооронд нь хүч түүндүүрлүүр үүсгэдэг, үүнээс холбоосын бүтэн бүүлгийн чанар нь хугацаа дагуу мууддаг. Композитын ерөнхий дулаан дамжуулалт нь бага үлдэх нь, гаднаас бага дулаан үүсгэх нь хүчтэр дулааны градиент үүсгэдэг, түүнээс хүрэлцэхүүн дулааны удирдлагын хэрэгцээ үүсдаг — хүрэлцэхүүн дулааны удирдлагын дутмагшлын улмаас бүтцийн хазайх, смолын муудах юм уу холбоосын гэмтэх шалтгаан болой.

Матрицүүдийн дулааны мэдрэмж: Дулааны температур нь нүүрстөрөлдүү волокнүүдийн ажиллах чанарыг как бүхэлдүү хүчирхүүлдаг

Төмрийн шилжилтийн температур нь полимер матрицын хатуу шилтэйээс нийцсэн гумбэртэй зан үйлийг шилжих гол шилжилтийг тэмдэглэдэг бөгөөд бүтцийн гүйцэтгэлийн дээд дулаан хязгаарыг заадаг. Нүүрсний улаан тугалга нь 300 градус дулаан дээр тогтвортой байдаг боловч матриц нь бүхэлд нь ашиглах чадвартай байдаг. Стандарт эпокси систем нь шил шилжих температурын 100-200 градус Цельсий хооронд байдаг. Энэ дундаас дээш нь хатуурал огцом буурдаг бөгөөд даралт болон хамарсан хатуурал огцом буурдаг. Үүний эсрэгээр полиэтерэтеркетон нь халуун эрчим хүчний тэсвэртэй байдлыг сайжруулж, шил шилжих температур нь 143 градус Целсийд ойрхон, эрэх цэг нь 343 градус Целсийд орчим байдаг бөгөөд өндөр дулаантай агаарын сангийн орчинд найдвартай Хамгийн гол нь шил шилжих температураас хэтрэх богино хугацааны явц нь ч гэсэн матрицыг байнга зөөлөн болгож, эргэлтгүй ургах эсвэл хатуурах болно. Тохирсон дулааны хязгаартай матрицыг сонгож, үйл ажиллагааны температурыг нарийвчлан хянах нь аюулгүй, урт хугацааны загварыг бүтээхэд чухал ач холбогдолтой.

Дулааны хоригдлын үр дүн нь шилэн шилжилтийн хязгаарын температурт хүртэл хүлээх шаардлагагүй. Температур тодорхой хязгаарын доор өндөр бөглөрсөн нөхцөлд удаан хугацаа турш үлдэх нь эпоксидын матрицын исэлдэлд хурд өгч, жижиг трещинуудын үүсэлд нөлөөлөөрүүн. Энэ хийнгүй химийн деградацийн үр дүнд дасгалын гадаргууны бүтцүүдийн хоорондын холбоос сулрах ба шилэн шилжилтийн хязгаарын доор температурын 30°C-ийн өсөлт бүрд интерфейсын хөвчний хүч 20 хувьтай илүү сулрах. Интерфейсын хөвчний хүч сулрах тусам ачааллын дамжуулалт үр дүнтэй бус болой, гэмтэлд хүргэх механизм нь энергийг шингээдэг пластик гэмтэлдээс гагнуур, хүртмүүр гэмтэлд шилжинө. Эднә төрлийн өөрчлөлтүүд механик ачаалал үзүүрлэх хүртэл харагдахгүй. Түүнээс шилэн шилжилтийн хязгаарын доор дулааны хамгаалалт зохиомжлох нь шаардлагатай, гэтэл хүртмүүр дулааны нөхцөлд матрицын урт хугацааны тогтвортой байдлыг баталж, накоплятив, хараагүй деградацийг саархуулах шаардлагатай.

Температурт экстремумд механик деградацийн замууд

Тэмператур нулийн доор полимерын матриц хатжин, харанхуйд үл хөдлөх болж, композитын модульс нэмэгдмүйн хамт гэмтэлд төвөгтүшүүн чадвар хүчтэй буурна. Резинын харанхуйд үл хөдлөх чадвар алдагдаж, давхарга хоорондын хөдөлгөөний хүч хүчтэй буурна; харин хагаралд төвөгтүшүүн чадвар бүрхүүлийн пластик деформацийн дарангуйлал ба энергийн диссипаційн бууралтаас буурна. Дулааны тэнхлэгийн тааралдахгүй бүрхүүлийн уулзай-матриц холбоос нь ачаалал дор хүчний төвлөрөлд илүү майдалд үлдмүйн хамт далд хагаралын үүсэл ускорируется. Танай температурт тогтвортой ажиллах компонентууд криогеник нөхцөлд анхааруулгүй газархан гүйцэтгэл үзүүлж магадлам. Аэрокосмос, орбитын нислэг, криогеник үйлдвэрлэлийн хэрэглээд зориулж, интерламинар хөдөлгөөний хүч, хагаралд төвөгтүшүүн чадварын шинжилгээ гэх мэт бүх төрлийн бүх төрлийн механик шинжилгээ нь заавал хийгдмүйн хамт.

Тэмцээний шилжилтийн температурын дээд хэсэгт матрицын ургах нь ачаа дамжуулах чадварыг алдагдуулж, ургахыг дэмжих юм. 500 градус дулаан дээр үргэлжлэн халдлагад өртөх нь нүүрсний улаан тугалганы эсрэг окислалтай халдлага эхлүүлж, улаан тугалганы талбар нь багасч, татах хүч нь багасдаг. Үүний зэрэгцээ, зөгийн цацраг нь сүлжээний хуваагдал, ургамал болон хог үүсэх үйл явцтай тул өргөн тархалттай, нүүрсэрсэн байдаг. Хамгаалах нүүрсний давхаргыг хэрэглэж дууссаны дараа окислалт хурдацтай явагдаж, хүйтэнжих үед бүтцийн нөхөн сэргээлт боломжгүй болдог. Үр дүнд нь механик бүтэн байдлыг эргэж буцааж чадахгүй: хүйтэн сэргээлтээс хойшхи хяналт тавих, ачаалал бууруулах ямар ч хэмжээний эх үүсвэрийн хүч чадал, нягт байдлыг сэргээхгүй. Энэ үндсэн эргэлтгүй байдал нь дулааны хязгаарыг уян хатан үйл ажиллагааны хязгаар биш, бүрэн загварын хязгаар гэж үзэх ёстойг онцолж байна.

Нүүрсний шил хэрэглээнд зориулсан температурын хяналтын практик стратеги

Дулааны температурын үр дүнтэй удирдлага нь нүүрстөрөгчийн шил материалын бүрэн амьдралын циклээр хэм хэмжээний тогтвортой байдал, матрицын бүрэн бүтэн байдал, механик гүйцэтгэлийг хадгалдаг. Хадгалах нь хяналтын зангилаа эхэлдэг: түүхий эдний загвар, хувцас нь уур амьсгалын хяналттай орчин, 20-22 градус Целсиуст, харьцангуй намгар 50 хувиас доош байх шаардлагатай бөгөөд түр зуурын эдгэрэх, гадаргын гидролизээс урьдчи Үйлдвэрлэлийн үеэр хаалттай бүлэгтэй халаах, хүйтэнжүүлэх систем нь тоног төхөөрөмж, байршуулах бүсийг заасан эдэлгээний профилийн 2 градусын дотор хадгалдаг бол бодит цаг үеийн термопаргийн массивүүд болон инфра улаан зураг нь элс баялаг бү Үйл ажиллагааны үед, гадаргуудаа суурилуулсан оптик хавтан мэдрэгч эсвэл гадаргуу дээр суурилуулсан термистор нь температурын тасралтгүй хяналт тавих, матрицын дулаан хязгаарыг ойртохээс өмнө динамик ачааллын модуляцийг эсвэл орчны тохируул Хөрдлөгийн хэвийн калибрчилгаатай хослуулбал, эдгээр давхаргын хяналт нь температурыг эрсдлийн хувьсагчгаас урьдчилан таамаглах боломжтой, удирдах процессын параметр болгодог.

Ихэнх асуултууд

1. Нүүрстөрөөдийн дагуу хийн тэсвэрлэх коэффициентын утга юу вэ? Дагуу хийн тэсвэрлэх коэффициент нь материал температур өөрчлөлттүн дагуу хэр их тарагдаж эсвэл шувхардаж буйг хэмжинэ. Нүүрстөрөөдийн дагуу хийн тэсвэрлэх коэффициент бага зэрэг сөрөг утга бүхий, ийнхүү полимертой холбогдосон үед асуудал үүсгэнэ, учир нь полимерын дагуу хийн тэсвэрлэх коэффициент эергүү утга бүхий.

2. Нүүрстөрөөдийн нүүрсний холимогт дагуу хийн дамжуулалт яагаад аюултай вэ? Нүүрстөрөөдийн волокнууд түүдүүр дагуу дагуу хийн дамжуулалтыг үлэмж сайн гүйцэтгэнэ, гэтэл полимерын матрица дагуу хийн дамжуулалт маш бага. Энэ тааралдахгүй байдал дагуу хийн тархалт хүндрүүлж, хүчлүүр үүсгэж, материал хориглодоо хүргэнэ.

3. Шил хөөртөн температур юу вэ, яагаад чухал вэ? Шил хөөртөн температур нь полимерын матрица хатуу бүтцээс хөөртөн бүтцэд шилжих хязгаар юм. Түүнээс нүүрстөрөөдийн нүүрсний холимогт бүтцэн хэрэглээний дагуу хийн дээд хязгаар тодорхойлогдоо.

4. Температур нүүрний шилжилтийн хүлцэд доорх матрицын үйлчлэлийг яаж үзүүлд? Хүлцэд доорх температурт урт хугацааны үлдэх нь оксидатив нас баралт ба микро-трескүүдийн дүнд матрицын чанарыг муудуулж, хугацааны дунд интерфейс холбоосын хүчийг бууруулж болой.

5. Нүүрөд зүүдний материалын тогтвортой байдлыг хангахын тулд ямар арга хэмжээсүүд авах вэ? Хадгалалтын удирдлага, үйлдвэрлэлд нарийн нарийнхан хяналт, бодит цагт температур хяналт гэх мэт дулааны удирдлагын зөв арга хэмжээсүүд нь материалын чанарын муудалтад саад тавих ба үйлдлийн бүх хугацаанд материалын үйлдлийн чанарыг хадгалахад тусалмуй.