Süsinikkiust materjalid näitavad erakordset jõudlust paljudes valdkondades. Võrreldes traditsiooniliste metalli- või plasttoodetega on süsinikkiustoodetel suurepärased kerged omadused. Kuid süsinikkiust tootmisega tuttavad teavad, et süsinikkiust tooted vajavad tootmise ajal integreerimist maatriksi materjalidega. See kombinatsioon võib pärast valmistamist põhjustada delaminatsiooni. Selles artiklis uuritakse süsinikkiustoodete delaminatsiooni põhjuseid.
Süsinikkiustoodete tootmisprotsess
Delaminatsiooni mõistmiseks on oluline üle vaadata tootmisprotsess. Enamik süsinikkiustooteid valmistatakse kasutadessüsinikkiust ettevalmistused(eelnevalt immutatud komposiitmaterjalid) tootmise tõhususe tagamiseks.
Võtke näitena süsinikkiust plaate:
Lõigake Prepreg -lehed, et need vastaksid plaadi mõõtmetele.
Kihistage Prepreg -lehed vormile.
Sulgege vorm ja ravige seda moodustamisseadmega.
Demiteerige kõvenenud plaati ja teostage mehaaniline.
Selle protsessi kihiline olemus loob olemuselt nõrgad liidesed sidemed. Vaatamata vaigu sulamisele ja kõvenemisele kõrgetel temperatuuridel, jäävad jäävad interlaminaarsed pinged. Need pinged koos töötlemisjõududega vallandavad sageli delaminatsiooni.
Delaminatsiooni põhjused
1. kihiline struktuur
Süsinikkiustooted on ehitatud järjestikuse kihilise ja kõvenemise kaudu. See loob anisotroopsed sisestruktuurid (suunast sõltuvad omadused) ja materiaalse diskreetsuse. Mikroskoopilise uurimise käigus ilmnevad tühimikud või nõrgad vaigu kiudude liidesed.
2. käsitsi kihilise defektid
Käsitsi kihistamine tutvustab sageli lünki Prepreg -lehtede vahel. Töötlemise ajal süvendavad lõikamisjõud neid lünki, põhjustades kihi eraldamise. Suuremad tühimikud suurendavad veelgi delaminatsiooniriske.
3. Protsessi kontrolliprobleemid
Ebapiisav rõhk või temperatuur nõrgendab vaigukiudude sidumist, luues latentseid delaminatsiooniriske.
4. pinge kontsentratsioon
Süsinikkiust komposiitidel on anisotroopsed stressireaktsioonid. Kiudkihtidega risti töötlevad jõud tekitavad sisemisi pingeid. Kui need pinged ületavad vaigu kiudude sideme tugevust, toimub delaminatsioon ja levib püsiva koormuse korral.
Järeldus
Delaminatsioon süsinikkiustoodetes tuleneb nende kihilisest tootmisprotsessist, käsitsi käitlemise defektide, protsessi ebakõlade ja anisotroopse stressikäitumise kohta. Nende probleemide lahendamine nõuab optimeeritud kihiliste tehnikaid, täpseid protsessikontrolli ja täiustatud töötlemisstrateegiaid, et minimeerida interlaminaarseid nõrkusi.
