Kulfiberforstærkede harpiksbaserede kompositmaterialer er blevet meget brugt i adskillige industrier såsom rumfartsteknologi, hjemmescootere og højteknologisk elektronik på grund af deres lette vægt, høje arbejdsstyrke og stærke korrosionsbestandighed. På grund af dens bemærkelsesværdige produktydelse i fugtige og høje temperaturmiljøer, tunge temperaturer og moderat kontraktkontrol, vil denne artikel på langs studere ændringerne i arbejdsydelse og mekanisme af kulfiberforstærkede kompositmaterialer i barske miljøer med ukontrollerbare fugtige temperaturer, og kombinere dem med specifikt Eksperimentelt indhold og anvendelsescases analyseres.
Et miljø med ukontrollerbar luftfugtighed og temperatur har en større indflydelse på ydeevnen og mekanismen af kulfiberkompositmaterialer. Fra et mekanisk synspunkt vil et varmt ældningsmiljø forårsage skade på grænsefladen mellem harpiksen og fiberen. Mikroskopisk vil harpiks og fiber blive adskilt. Denne grænseflade Adskillelsen vil føre til et fald i den samlede ydeevne af kompositmaterialet og derved påvirke de mekaniske egenskaber. Fra et makroperspektiv vil de mekaniske egenskaber af kompositmaterialer blive væsentligt reduceret, hvilket udgør en trussel mod sikkerheden af den overordnede struktur.
Fugtige termiske miljøer kan også forårsage forringelse af ydeevnen:
Trækstyrke: Trækstyrken af kompositmaterialer falder, især under forhold med høj luftfugtighed og temperatur; Interlaminar forskydningsstyrke: Ødelæggelsen af grænsefladen mellem harpiks og fiber fører til et fald i den interlaminære forskydningsstyrke af kompositmaterialer; Modulus: Trækmodul Volumen faldt en smule.
I dokumentet "Comparative Study on Moisture and Heat Aging Properties of Different Types of Fiber Reinforced Composite Materials", ensrettede kulfiberkompositter (CFRP), glasfiberkompositter (GFRP) og hørfiberkompositter (FRP) med et kulfiberindhold på 60 %6 blev gennemført. Der blev udført en varm-varme-ældningstest, og forsøget viste, at efter ældning i et varmt og fugtigt miljø, faldt trækstyrken og den interlaminære forskydningsstyrke af glasfiberkompositmaterialer signifikant, og trækmodulet faldt en smule. Efter tørring blev trækegenskaberne genvundet, men den interlaminære forskydningsstyrke var svær at hele. Det kan ses, at ydeevnenedbrydningen såsom glasfiberhydrolyse og grænsefladeafbinding, der opstår under ældningsprocessen af glasfiberkompositmaterialer, er en irreversibel ændring.
Hørfiberkompositter vil blødgøre efter at have absorberet vand, og trækstyrken vil stige lidt, mens trækmodulet og den interlaminære forskydningsstyrke forbliver stabile efter et kraftigt fald. Efter tørring kan trækstyrken ikke genoprettes eller endda falde væsentligt, mens trækmodulet og den interlaminære forskydningsstyrke øges væsentligt. Dette fænomen er tæt forbundet med ændringer såsom fugtplastificering, ekspansion og nedbrydning af fibre og matrix.
Kulfiberkompositter er forskellige fra de to ovennævnte materialer. Efterhånden som ældningstiden stiger, forbliver trækegenskaberne af kulfiberkompositter næsten uændrede, men den interlaminære forskydningsstyrke falder lidt. Efter tørring vender trækegenskaberne og mellemlagsforskydningsegenskaberne tilbage til deres oprindelige tilstand. Det kan ses, at selvom kulfiberkompositmaterialet bliver påvirket under ældningsprocessen i et fugtigt og varmt miljø, vil det vende tilbage til sin oprindelige form efter tørring og har god fugt- og varmebestandighed.
Selvom kulfiberkompositmaterialer har bedre modstandsdygtighed over for fugt og varme, kræves der stadig specifikke produktjusteringer i faktiske produktionsapplikationer for at sikre bedre anvendelse af produktet. I rapporten "Research on the Warm Parts Performance of Domestic CCF30 Carbon Fiber and CC[300/EH503R3 Composite Materials" blev der udført en undersøgelse af ældning af specifikke kulfiberharpiksbaserede kompositmaterialer i varme og fugtige miljøer. Undersøgelsen viste, at: CCF300/EH503R3 kompositmaterialer blev testet i 1,000-tilstandsbetingelser ved stuetemperatur. Under miljøet viser 90% af trækbrudmorfologien matrixskade, og kulfiberen har ingen tydelig brud. Overfladen af meshfiberen er pakket ind med en stor mængde harpiks, hvilket viser, at kulfiberen og harpiksen har stærke grænsefladebindingsegenskaber. I det 93 graders/tørre testmiljø forekom en lille mængde af harpiksrivning og let kulfiberafbinding. Efter behandling i et fugtigt varmemiljø, på grund af stigningen i temperaturen i testmiljøet, opstod et lille antal revner langs fiberaksen, og mængden af harpiks viklet på fiberoverfladen faldt. Afbindingen øges, og bindingskraften mellem fiber og harpiks svækkes. Men ved 132 grader / våd testtemperatur kan kulfiber og harpiks stadig kombineres tæt, hvilket viser, at CCF300/EH503R3 kompositmateriale har fremragende grænsefladeydelse og fugt- og varmebestandighed.
Sammenfattende kan vi, baseret på faktiske produkter og tidligere produktionserfaring, designe en produktdesignplan for kulfiberkompositmaterialer på en målrettet måde, måle ydeevnekrav i henhold til produktets anvendelsesforhold og yderligere tage udgangspunkt i harpiksmatricen, kulfiberprækursormodellen , modifikationsskema, støbeproces osv., for at specificere en rimelig designplan for at sikre dens faktiske applikationsydelse. Dette er præcis den underliggende logik i Kina om først at se på produkttegningerne og derefter forstå dets krav til produktanvendelse og derefter give designplanen senere.
Med de kontinuerlige fremskridt inden for materialeområdet kan kulfiberkompositmaterialernes våd- og varmeydelse forbedres yderligere gennem grænseflademodifikation og forbedring af prækursorydelse, og kulfiberkompositderivater vil også spille en uundværlig og vigtig rolle på flere områder .
