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碳纖維復合材料的主要缺陷有哪些

文章出處:網絡責任編輯:網站編輯人氣:發表時間:2018-01-10【

  碳纖維復合材料(Material)中的缺陷主要來源于兩個方面:一種是原材料缺陷,另一種是制造缺陷。常見的缺陷類型有孔隙、夾雜、裂紋、疏松、纖維分層與斷裂、纖維與基體界面開裂、纖維卷曲、富膠或貧膠、纖維體積百分比超差、纖維/基體界面結合不好等。下面小編具體來講一下分層和孔隙這兩種最常見的缺陷。

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    分層是指層間的脫粘或開裂,是碳纖維復合材料(Material)結構中的典型缺陷。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。碳纖維手機殼外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。分層形成的原因有如下幾個方面:基體纖維間熱膨脹系數不匹配或儲存時間過長;增強材料(Material)未經處理(chǔ lǐ);含膠量過低;粘接劑選擇(xuanze)不當或固化工藝不合理、加壓點控制(control)不準確;相鄰鋪層間的鋪層間隔時間過長;樹脂提前固化等。纖維鋪層間的分層是碳纖維樹脂基復合材料(Material)中最為嚴重的缺陷類型,它通過(tōng guò)降低材料(Material)的壓縮強度和剛度影響(influence)結構的完整性。在承受機械或熱載荷的條件下,結構中的分層會發生傳播,情況(Condition)嚴重時將可能導致(cause)材料(Material)發生斷裂。

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    孔隙是復合材料(Material)成形過程(guò chéng)中形成的空洞,是碳纖維復合材料的主要缺陷之一。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質特性,因此碳纖維制品的強度大,硬度高,遠超過同體積同重量的金屬材質。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業領域有著廣泛的應用。碳纖維復合材料此前世界上碳纖維技術發達的國家(美國、德國、日本、韓國),對于向中國輸出碳纖維產品和技術,保持著極其謹慎的態度。即使在目前,我國碳纖維以及碳纖維制品的進口,還受到發達國家的嚴格控制。一般分為:延單纖孔隙和層板孔隙。孔隙率小于1.5%時,孔隙為球形;孔隙率大于1.5%時,一般為柱形,孔隙與纖維軸向平行。碳纖維復合材料中的孔隙主要影響(influence)材料的層間剪切強度、縱向和橫向折疊強度與模量、縱向和橫向拉伸強度與模量、壓縮強度與模量等性能。有研究表明,孔隙率在0~5%之間,每增加1%,層間剪切強度下降7%,彎曲模量以5%左右的比例下降,其他性能以10%左右的比例下降。
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    要制得高品質的碳纖維產品(Product),就要嚴格控制(control)生產中的每一個步驟,避免缺陷。碳纖維手機殼外柔內剛”,質量比金屬鋁輕,但強度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼備紡織纖維的柔軟可加工性,是新一代增強纖維。擁有領先的技術和齊全的設備(shèbèi),生產出的碳纖維機器人配件、碳纖維汽車零件、碳纖維航空軍工產品質量好,無白點、無刮傷、以及其他瑕疵、平整度好、無變形,精確度高,符合國標。

 
 

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