فهم المركبات CFRP

- القدرات المذهلة للبوليمرات المعززة من ألياف الكربون.

ألياف الكربونمركبات البوليمر المقواة (CFRP) هي مواد قوية ، تستخدم في تصنيع العديد من المنتجات المستخدمة في حياتنا اليومية. إنه مصطلح يستخدم لوصف تعزيز الأليافمادة مركبةالتي تستخدم ألياف الكربون كمكون هيكلي أساسي. تجدر الإشارة إلى أن "P" في CFRP يمكن أن يدافع أيضًا عن "البلاستيك" بدلاً من "البوليمر".

بشكل عام ، تستخدم مركبات CFRP راتنجات الترويج مثل الايبوكسي ،بوليستر ، أو استر فينيل. بالرغم منراتنجات لدن بالحرارةيتم استخدامها في مركبات CFRP ، "مركبات الورم الحراري المعزز بألياف الكربون" غالباً ما تسير باختصارها ، CFRTP Composites.

عند العمل مع المركبات أو داخل صناعة المركبات ، من المهم فهم المصطلحات والاختصارات. الأهم من ذلك ، من الضروري فهمخصائص مركبات FRPوقدرات التعزيزات المختلفة مثل ألياف الكربون.

خصائص مركبات CFRP

تختلف المواد المركبة ، المعززة بألياف الكربون ، عن مركبات FRP الأخرى باستخدام مواد تقليدية مثل الألياف الزجاجية أوالألياف أراميد. تشمل خصائص مركبات CFRP المفيدة:

وزن خفيف:تقليديالألياف الزجاجية المعززة المركبباستخدام الألياف الزجاجية المستمرة مع ألياف 70 ٪ من الزجاج (وزن الزجاج / الوزن الكلي) ، سيكون عادة كثافة 0.065 رطل لكل بوصة مكعبة.

وفي الوقت نفسه ، قد يكون لدى مركب CFRP ، مع نفس وزن الألياف 70 ٪ ، كثافة قدرها 0.55 رطل لكل بوصة مكعبة.

زيادة القوة:ليس فقط وزن ألياف الكربون أخف وزنا ، ولكن مركبات CFRP أقوى بكثير وأكثر صلابة لكل وحدة من الوزن. هذا صحيح عند مقارنة مركبات ألياف الكربون بالألياف الزجاجية ، ولكن أكثر من ذلك بالمقارنة مع المعادن.

على سبيل المثال ، هناك قاعدة لائقة من الإبهام عند مقارنة الصلب بمركبات CFRP هي أن بنية ألياف الكربون ذات القوة المتساوية غالبًا ما تزن 1/5 من الصلب. يمكنك أن تتخيل لماذا تبحث شركات السيارات باستخدام ألياف الكربون بدلاً من الصلب.

عند مقارنة مركبات CFRP مع الألومنيوم ، واحدة من أخف المعادن المستخدمة ، فإن الافتراض القياسي هو أن بنية الألومنيوم ذات القوة المتساوية من المحتمل أن تزن 1.5 أضعاف هيكل ألياف الكربون.

بالطبع ، هناك العديد من المتغيرات التي يمكن أن تغير هذه المقارنة. يمكن أن تكون درجة وجودة المواد مختلفة ، ومع المركبات ،عملية التصنيع، والهندسة المعمارية الألياف ، والجودة يجب أخذها في الاعتبار.

عيوب مركبات CFRP

يكلف:على الرغم من أن المواد المذهلة ، هناك سبب لعدم استخدام ألياف الكربون في كل تطبيق واحد. في الوقت الحالي ، تكون مركبات CFRP ذات تكلفة في العديد من الحالات. اعتمادًا على ظروف السوق الحالية (العرض والطلب) ، ونوع ألياف الكربون (الفضاء مقابل الدرجة التجارية) ، وحجم سحب الألياف ، يمكن أن يختلف سعر ألياف الكربون بشكل كبير.

يمكن أن تتراوح ألياف الكربون الخام على أساس السعر بين 5 جنيه بين 5 مرات إلى 25-Times أكثر تكلفة من الألياف الزجاجية. هذا التباين أكبر عند مقارنة الصلب بمركبات CFRP.

الموصلية:يمكن أن يكون هذا ميزة لمركبات ألياف الكربون ، أو عيبًا اعتمادًا على التطبيق. ألياف الكربون موصلة للغاية ، في حين أن الألياف الزجاجية عازلة. كثيرتستخدم التطبيقات الألياف الزجاجية، ولا يمكن استخدام ألياف الكربون أو المعدن ، بسبب التوصيل.

على سبيل المثال ، في صناعة المرافق ، يتعين على العديد من المنتجات استخدام الألياف الزجاجية. إنه أيضًا أحد الأسباب التي تجعل السلالم يستخدمون الألياف الزجاجية كقضبان سلم. إذا كان سلم الألياف الزجاجية على اتصال مع خط الطاقة ، فإن فرص الصعق الكهربائي أقل بكثير. لن يكون هذا هو الحال مع سلم CFRP.

على الرغم من أن تكلفة مركبات CFRP لا تزال مرتفعة ، إلا أن التطورات التكنولوجية الجديدة في التصنيع تستمر في السماح بمزيد من المنتجات فعالة من حيث التكلفة. نأمل ، في حياتنا ، أن نكون قادرين على رؤية ألياف الكربون الفعالة من حيث التكلفة المستخدمة في مجموعة واسعة من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية والسيارات.