碳纖維預(yù)浸料如何提升性能上限?
碳纖維是什么?相信不少人聽過它的名字,但是在生活中卻幾乎沒有見過它的應(yīng)用案例。碳纖維自身比較柔軟,無法保持穩(wěn)固的形態(tài),會與樹脂、橡膠、陶瓷、金屬等基體材料組合,經(jīng)過技術(shù)加工,制成不同性能特點(diǎn)的碳纖維制品。目前市場中使用較多的碳纖維復(fù)合材料為樹脂基,會將復(fù)合材料先制成預(yù)浸料的形態(tài),再進(jìn)行后續(xù)的加工處理,來了解一下吧。
碳纖維預(yù)浸料常溫下會固化嗎?
碳纖維預(yù)浸料是樹脂基體充分浸潤碳纖維絲束之后形成的中間體復(fù)合材料,自身處于半固化的狀態(tài),可以進(jìn)行裁剪、鋪層和固化加工,隨著不同的設(shè)計需求,可以制成外形各異的碳纖維制品。
碳纖維預(yù)浸料是本身也比較柔軟,未使用時需要保存在低溫的環(huán)境中,所以很多碳纖維預(yù)浸料廠家或碳纖維制品廠家會有專門的冷庫對此進(jìn)行存儲。而在使用時,碳纖維預(yù)浸料會鋪層放入各種模具中,然后連同模具置入熱壓設(shè)備中固化成型,固化往往需要一定的溫度和壓力,溫度經(jīng)常控制在120~180℃左右。
碳纖維預(yù)浸料的固化過程并不是絕對的,溫度和壓力是利于固化的2種因素,有助于提高預(yù)浸料固化后的整體性能。日本東麗等企業(yè)推出了一些在常溫狀態(tài)下就能固化的碳纖維預(yù)浸料,但是固化時間通常會比較長一些,整體性能會稍微低一些。
碳纖維預(yù)浸料如何提升性能上限?
碳纖維預(yù)浸料自身,以及固化的過程把控,這些都是影響碳纖維制品性能的關(guān)鍵因素。如果從碳纖維預(yù)浸料自身出發(fā),該如何進(jìn)行改善,才能將性能上限進(jìn)一步提升起來呢?下面的這些方法是比較可靠的方向。
1、優(yōu)化樹脂體系:樹脂的選擇會對碳纖維預(yù)浸料的性能產(chǎn)生重大影響,通過選擇專為高性能設(shè)計的樹脂,例如增韌環(huán)氧樹脂,或性能更好的熱塑性樹脂,這些都可以提高所得復(fù)合材料的強(qiáng)度、剛度和韌性。
2、控制纖維方向:預(yù)浸料中碳纖維的方向也會對其性能產(chǎn)生重大影響,通過仔細(xì)控制纖維的方向,可以最大限度地提高材料在特定方向上的強(qiáng)度和剛度。
3、增加碳纖維占比:可以優(yōu)化預(yù)浸料中碳纖維的體積占比以提高其性能,在不影響固化和后續(xù)加工的基礎(chǔ)上,優(yōu)化碳纖維占比,可以起到一定的提升作用。
4、使用先進(jìn)的制造技術(shù):先進(jìn)的碳纖維預(yù)浸料技術(shù),例如自動纖維鋪放(AFP)和樹脂傳遞模塑成型(RTM),可用于創(chuàng)建高度優(yōu)化的碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu),從而提高性能。
碳纖維預(yù)浸料本身的品級和后續(xù)的加工技術(shù),都是全球碳纖維企業(yè)不斷完善和提升的地方,只有從基礎(chǔ)入手,才能真正的提高碳纖維材料和制品的性能上限,讓碳纖維在更多的行業(yè)和領(lǐng)域中得到充分的應(yīng)用。
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