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碳纤维制品

来源:江苏优培德复合材料有限公司 发布时间:2023-06-13 10:56:12 浏览人次:604

极致的性价比是永恒的目标

碳纤维与其他材料复合实现性能互补共振是大趋势

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。

金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。

非金属基体主要有合成 树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。

增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶 纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。

碳纤维复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法, 在宏观上组成具有新性能的材料。碳纤维复合材料是一种两相复合材料,是由有机纤维转化而成,其具有优异的力学性能,同时还具备碳材料的原本特性,属于一种新型增强纤维。

碳纤维+聚合物:中高温下金属材料最佳替代者

以各种聚合物材料为基体的碳纤维复合材料统称为碳纤维聚合物基复合材料,也可称为碳纤维树脂基复合材料。

按照树脂基体材料的性能可将复合材料分为通用性树脂基复合材料、耐高温型树脂基复合材料、耐化学腐蚀型树脂基复合材料以及阻燃型树脂基复合材料等。

按照聚合物材料机构形式划分可分为热固性树脂基复合材料、热塑性树脂基复合材料及橡胶基复合材料。

高比强度、高比模量。高强高模碳纤维/环氧树脂的比强度是钢的5 倍、铝合金的 4 倍。 耐疲劳性能好。树脂基复合材料的疲劳极限可达其拉伸强度的 70%-80%。 耐烧蚀性能好。树脂基复合材料的界面有很好的阻尼功效,减震能力强。 加工工艺性好。树脂基复合材料可以采用多种成型方法制造,工艺技术相对简单。

聚合物基碳纤维复合材料的制备、成型工艺与其他材料相比具有鲜明特点。

聚合物基碳纤维复合材料的形成与制品的成型是同时完成的,该材料的制备过程也就是其制品的生产过程,因而可以使得大型的制品一次整体成型,从而简化制品结构,减少了组成 零件和连接件的数量,进而减轻制品质量并降低工艺消耗。其次,由于树脂在固化前具有一定的流动性,纤维又很柔软,依靠模具容易形成要求的形状和尺寸,因此树脂基复合材料的成型较为方便,可制造单件和小批量产品,优培德已经为很多客户提供一次整体成型的产品与案例。

聚合物基碳纤维复合材料的制造大体包括预浸料的制造、成型及制件的后处理与机械 加工。 预浸料是树脂基体(热固性或热塑性)在严格控制条件下浸渍连续纤维或 织物,制成树脂基体与增强体的组合物,是制备复合材料的中间材料,可广泛用于手糊成型、自动铺层或缠绕成型等复合材料制备工艺中。目前世界上大部分碳纤维都是以预浸料形式应用的,复合材料制品的力学及化学性 质在很大程度上取决于预浸料的质量。但预浸料一般在低温下储存以保证 使用时具有合适的粘度、铺覆性和凝胶时间等工艺性能。成型工艺方面,手糊成型、热压罐成型、模压成型、缠绕成型、拉挤成型及 树脂传递成型为使用较为普遍的方式,优培德公司具有以上成型工艺及能力。

加工方面,由于结构的特殊性,碳纤维增强树脂基复合材料通常直接纺织 成产品形状,但很多情况下纺织成型的产品并不能很好地满足精度或者装 配的要求,因此还需对其进行二次加工。现阶段已经存在多种比较成熟的 CFRP 的加工方式,其中应用最为广泛的就是机械加工。机械加工CFRP经过 长时间的发展已经具备了成熟的加工工艺和专用的加工设备,基本能够满足使用要求,但随着应用的规模化,高精加工的需求越来越多,机械加工 CFRP 显现出了一些弊端:加工时材料本身的结构会被破坏,造成纤维断裂, 还伴随有切削热损伤问题,同时刀具的严重磨损增加了生产的成本。超声振动辅助加工、电火花加工、水射流加工及激光加工等方式逐步被开发利用。

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