Süsinikkiuga tugevdatud nailon (CF/PA) komposiitmaterjalide kulumiskindlate omaduste analüüs
Nailonit (PA) kasutatakse laialdaselt multifunktsionaalse termoplastilise polümeeri komposiitmaterjalina paljudes valdkondades selle silmapaistvate mehaaniliste omaduste, madala hõõrdeteguri ja suurepärase tugevuse tõttu. Kuid tipptasemel tööstusharudes, kus on kõrged nõuded toote jõudlusele, nagu uus energia, kiire ravi ja nutikad seadmed, on traditsioonilised PA-materjalid näidanud toodete piiranguid kuumuskindluse ja mõõtmete säilitamise osas. Nende probleemide lahendamiseks tekkisid pidevad süsinikkiuga tugevdatud termoplastsed komposiitmaterjalid, mis moodustati süsinikkiu (CH) kombineerimisel traditsiooniliste PA materjalidega. See materjal mitte ainult ei paranda oluliselt mehaanilisi omadusi, vaid täidab suurepäraselt ka muid füüsikalisi omadusi, nagu kulumiskindlus.
Süsinikkiuga viilutatud termoplastiliste Pa6 komposiitide hõõrde- ja kulumisomadused hindab üksikasjalikult CF/PA komposiitmaterjalide toimivust, valib tugevduseks erineva mahuprotsendiga süsinikkiud (10maht%, 20vol%, 30vol%). ja viib läbi hõõrdekulumise katseid niiskuse (30–45%), seatud koormuse (0–16N) ja hõõrdesageduse tingimustes (0-12HZ).
Hõõrdeteguri muutused
Määratud koormuse 9N ja hõõrdesageduse 4HZ korral suureneb puhta PA materjali proovide hõõrdetegur aja jooksul kiiresti. 20 massiprotsendi ja 30 massiprotsendi CF/PA komposiitmaterjali proovide hõõrdetegur suureneb aja jooksul peamiselt paraboolse mustriga, samas kui 10 massiprotsendi CF/PA komposiitmaterjali proovide hõõrdetegur esmalt suureneb ja seejärel väheneb, näidates lõpuks tõusutrendi.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et süsinikkiust armatuuri mahuprotsendi suurenemisega moodustunud CF/PA komposiitmaterjali hõõrdetegur järk-järgult väheneb ja on näha, et puhta PA materjali hõõrdetegur on suurem kui CF mis tahes mahuprotsendil. /PA komposiitmaterjal. Kõige silmatorkavam on see, et 20 massiprotsendilise CF/PA komposiitmaterjalil on madalaim hõõrdetegur. Selle põhjuseks on süsinikkiu või süsinikkiu pinnal oleva mikrostruktuuri ja maatriksi liidese vaheline interaktsioon. Sellel võib olla hõõrdeprotsessi ajal teatav määrdeefekt, mis vähendab komposiitmaterjali hõõrdetegurit.
Hõõrdekahjustuste maht
Sama koormusjõu või hõõrdesageduse korral on puhta PA materjali proovi hõõrdekahjustuste maht suurim, samas kui 20wt19% CF/PA komposiitmaterjali hõõrdekahjustuste maht on väikseim. See näitab, et CF/PA komposiitmaterjalil on parem vastupidavus. Kui koormusjõudu suurendatakse väärtuseni 9-15N, suureneb 30 massiprotsendilise CF/PA komposiitmaterjali hõõrdekahjustuse maht järsult, mis võib olla tingitud liigsest süsinikkiu sisaldusest, mis põhjustab komposiitmaterjali sisepinge. keskenduda ühte kohta.
SEM-skaneerimise tulemuste kohaselt on puhta PA materjali proovi pinnal ilmsed mikropraod ja tekib koorumisnähtus, kuid CF/PA komposiitmaterjali kulumisjäljed on oluliselt väiksemad, eriti 20 massiprotsendilise CF/PA puhul. komposiitmaterjal, millel see koorumisnähtus peaaegu puudub. Võib öelda, et sobiv kogus süsinikkiust tugevdust suudab tõhusalt toetada kontaktpinnalt tõmbuvat koormust ja takistada materjali eraldumist.
CFPA6 tegelikul tootmisel leidis Zhishang New Materials Technology, et komposiitmaterjali jõudlust mõjutab otseselt ka vaigukullakuul. Uuringus leiti, et pideva süsinikkiu ja PA-vaigu massiosa sulatamisel paranevad kõige olulisemad komposiitmaterjali tõmbetugevus, paindeelastsusmoodul ja paindetugevus, mis võib olla 2-3 korda suurem kui see. puhtast PA-vaigust. See näitab täielikult, et termoplastilisust ja vaiguomadusi saab süsinikkiu tugevdamisel oluliselt parandada.
Aja tempos võib teaduse ja tehnoloogia areng ning tehnoloogia areng pakkuda CF/PA komposiitmaterjalide sügavamat uuendust. Usume, et seda materjali saab tulevikus erinevates valdkondades laiemalt kasutada. Eriti stsenaariumide puhul, mis nõuavad vastupidavust väga kahjustatud keskkondadele, nagu kõrge temperatuur ja kõrge niiskus.
