Будут ли компоненты углеродного волокна деформации укрепления сцепления при высоких температурах?

Композитные материалы из углеродного волокна стали представителем высококачественных материалов в полях автомобилей, аэрокосмической промышленности и т. Д. Из-за их легких и высоких характеристик. Как ключевой компонент в Усилия сцепления Термическая стабильность его компонентов углеродного волокна привлекла большое внимание: деформируются ли такие материалы и сбой в условиях высокой температуры?

1. присущие преимущества и порог температуры материалов углеродного волокна
Углеродное волокно изготовлено из полиакрилонитрила (PAN) и образует структуру графитового кристалля после высокотемпературной карбонизационной обработки. Его осевая прочность на растяжение может достигать более 5 раз больше, чем у стали, в то время как его плотность составляет всего 1/4 от плотности стали. Тем не менее, его тепловая стабильность зависит от производительности матрицы смолы. Распространенная температура стеклянного перехода матрицы эпоксидной смолы (TG) составляет около 120-180 ℃. Когда эта температура будет превышена, смола будет смягчаться, а жесткость материала уменьшится.
Компоненты углеродного волокна, используемые в усилительном стиле сцепления, обычно используют высокотемпературные модифицированные смолы (такие как бисмалеимид или полиимид) для увеличения Tg до более чем 250 ℃. В то же время температура термического разложения самого углеродного волокна достигает 3000 ℃, что означает, что в нормальных условиях труда (температура системы сцепления обычно ≤200 ℃), структура материала не будет по существу повреждена.
2. Проверка производительности в экстремальных условиях
Для моделирования фактических условий труда мы провели систематические тепловые испытания на компонентах углеродного волокна сцепления:
Краткосрочное воздействие высокой температуры: в 250 ℃ среде в течение 30 минут скорость изменения размера компонента составляет <0,05%, что намного ниже, чем 0,12% алюминиевого сплава;
Тест теплового цикла: Через 1000 циклов от -40 до 200 ℃ частота удержания прочности сдвига сдвига материала составляет> 92%;
Динамическая нагрузка: применение крутящего момента 200N · M при 180 ℃, деформация компонентов углеродного волокна составляет только 1/3 от традиционных стальных деталей.
Данные показывают, что с помощью модификации матрицы смолы и оптимизации слоя волокна (например, 0 °/90 ° ортогональное ламинирование), сопротивление ползучести компонентов углеродного волокна при высоких температурах значительно лучше, чем у материалов металлов. Секрет заключается в том, что высокая теплопроводность углеродного волокна (осевая теплопроводность до 800 Вт/м · к) может быстро рассеять локальные горячие точки, в то время как вязкость смолы подталкивает концентрацию теплового напряжения.
3. Обновления технологий прорывают традиционные ограничения
Для экстремальных сценариев использования (таких как частые полу-сцепления гоночных автомобилей или среда высокой температуры в пустынях), усилитель сцепления дополнительно повышает тепловую стабильность благодаря трем технологиям:
Наноцерамическое покрытие: распыление 50 мкм композитного покрытия Al₂O₃-SIC на поверхности компонента для увеличения верхнего предела температуры поверхности до 400 ℃;
Оптимизация процесса преподрета: использование технологии RTM (передача смолы) высокого давления для контроля пористости ниже 0,3% и снижения риска расслоения границы раздела при высоких температурах;
Интеллектуальный мониторинг температуры: интегрированные волоконно -оптические датчики контролируют температуру компонентов в режиме реального времени и автоматически корректируют стратегию вовлечения сцепления, когда он приближается к критическому значению.