Hvad er forskellene i termoplastiske carbonfiberkompositter ved høje temperaturer?

Termoplastiske carbonfiberkompositter er nye sammensatte materialer sammensat af carbonfiberforstærkning og termoplastisk harpiksmatrix. Carbonfiber som forstærkning har egenskaberne ved høj styrke, høj modul og lav densitet, hvilket giver fremragende mekaniske egenskaber til sammensatte materialer. Almindeligt anvendte termoplastiske harpiksmatrixer inkluderer polyetheretherketon (PEEK), polyphenylensulfid (PPS) og polyamid (PA) osv. Disse harpikser giver de sammensatte materialer god plasticitet og genanvendelighed.

De grundlæggende egenskaber ved termoplastiske carbonfiberkompositter inkluderer høj styrke, høj stivhed, lav densitet, korrosionsbestandighed og designbarhed. Sammenlignet med termohærdende kompositter har termoplastiske kompositter bedre påvirkningsmodstand, kortere støbningscyklus og svejsbarhed. Derudover viser termoplastiske kompositter bedre sejhed og skaderetolerance ved høje temperaturer, hvilket giver dem betydelige fordele i miljøanvendelser med høj temperatur.

Termoplastiske carbonfiberkompositter viser fremragende mekanisk ejendomsretention under høje temperaturforhold. Undersøgelser har vist, at sådanne materialer stadig kan opretholde høj styrke og modul, selv under høje temperaturforhold over 200 grad. F.eks. Kan styrken tilbageholdelseshastighed for peek-baserede carbonfiberkompositter ved 200 grader nå mere end 80%, hvilket er meget højere end for traditionelle termohærdende kompositter.

Effekten af ​​høj temperatur på de mekaniske egenskaber af termoplastiske carbonfiberkompositter afspejles hovedsageligt i blødgøringsgraden af ​​harpiksmatrixen og grænsefladebindingsstyrken. Efterhånden som temperaturen stiger, falder modulet af harpiksmatrixen, hvilket resulterer i et fald i den samlede stivhed af kompositten. På grund af den høje temperaturstabilitet af kulfiberforstærkningen er styrken af ​​kompositten imidlertid relativt lille. Derudover kan det rimelige valg af harpiksmatrix og optimering af grænsefladebinding effektivt forbedre kompositens høje temperatur.

Termoplastiske carbonfiberkompositter udviser fremragende termisk stabilitet og krybningsmodstand ved høje temperaturer. Termisk stabilitet afspejles hovedsageligt i materialets dimensionelle stabilitet og kemiske stabilitet under højtemperaturmiljø. For eksempel kan peek-baserede carbonfiberkompositter bruges i lang tid ved 250 grader, og den kortvarige brugstemperatur kan nå over 300 grader og opretholde god dimensionel stabilitet og kemisk inertitet inden for dette temperaturområde.

Krybmodstand er en vigtig indikator for at måle et materiales evne til at modstå deformation under høj temperatur og kontinuerlig belastning. På grund af tilstedeværelsen af ​​kulfiberforstærkning udviser termoplastiske carbonfiberkompositter fremragende krybningsmodstand ved høje temperaturer. Undersøgelser har vist, at krybstammen af ​​peek-baserede carbonfiberkompositter ved 200 grader og konstant belastning er markant lavere end for traditionelle metalmaterialer, og krybningshastigheden falder gradvist med tiden. Denne fremragende krybbestandighed gør termoplastiske carbonfiberkompositter har brede anvendelsesudsigter i høje temperaturbelastningsstrukturer.

Ud over fremragende mekaniske egenskaber og termisk stabilitet udviser termoplastiske carbonfiberkompositter også unikke funktionelle egenskaber ved høje temperaturer. Den første er elektrisk ledningsevne. Selve carbonfiber har god elektrisk ledningsevne, hvilket gør det muligt for det sammensatte materiale at opretholde stabil elektrisk ledningsevne ved høje temperaturer. Denne funktion gør det muligt at bruge termoplastiske carbonfiberkompositter til statisk dissipation og elektromagnetisk afskærmning i miljøer med høj temperatur.

Den anden er termisk ledningsevne. Selvom den termiske ledningsevne af harpiksmatrixen er dårlig, gør den høje termiske ledningsevne af kulfiber det sammensatte materiale som helhed har god termisk ledningsevne. I et miljø med høj temperatur hjælper denne termiske ledningsevne den hurtige diffusion af varme, forhindrer lokal overophedning og forbedrer materialets sikkerhed.

Den sidste er elektromagnetisk afskærmningsydelse. Den ledende netværksstruktur af kulfiber gør det muligt for termoplastiske carbonfiberkompositter at opretholde gode elektromagnetiske afskærmningseffekter ved høje temperaturer. Undersøgelser har vist, at selv ved en høj temperatur på 200 grad kan peek-baserede carbonfiberkompositter stadig opretholde en elektromagnetisk afskærmningseffektivitet på mere end 60 dB, hvilket er meget højere end traditionelle metalmaterialer