Oglekļa šķiedras materiāli parāda izcilu sniegumu daudzās jomās. Salīdzinot ar tradicionālajiem metāla vai plastmasas izstrādājumiem, oglekļa šķiedras izstrādājumiem ir augstākas vieglas īpašības. Tomēr tie, kas pārzina oglekļa šķiedru ražošanu, zina, ka oglekļa šķiedras produktiem ražošanas laikā nepieciešama integrācija ar matricas materiāliem. Šī kombinācija var izraisīt delamināciju pēc izgatavošanas. Šajā rakstā ir apskatīti oglekļa šķiedras produktu delaminācijas cēloņi.
Oglekļa šķiedras produkta ražošanas process
Lai saprastu Delamination, ir svarīgi pārskatīt ražošanas procesu. Lielākā daļa oglekļa šķiedras produktu tiek izgatavoti, izmantojotoglekļa šķiedru priekšgājēji(iepriekš piesūcināti kompozītmateriāli), lai nodrošinātu ražošanas efektivitāti.
Kā piemēru ņemiet oglekļa šķiedras plāksnes:
Sagrieziet priekšgājējus, lai tie atbilstu plāksnes izmēriem.
Slānojiet pirmsgabala lapas uz veidnes.
Aizzīmogojiet veidni un izārstējiet to formējošā aprīkojumā.
Demold izārstēto plāksni un veic apstrādi.
Šī procesa slāņainais raksturs pēc būtības rada vājas saskarnes saites. Neskatoties uz sveķu izkusšanu un sacietēšanu augstā temperatūrā, joprojām ir starplāminārā sprieguma atlikušie. Šie spriegumi apvienojumā ar apstrādes spēkiem bieži izraisa delamināciju.
Delaminācijas cēloņi
1. Slāņu struktūra
Oglekļa šķiedras produkti tiek veidoti, izmantojot secīgu slāņošanu un sacietēšanu. Tas rada anizotropiskas iekšējās struktūras (no virziena atkarīgas īpašības) un materiālo diskrētību. Mikroskopiskā izmeklēšanā kļūst acīmredzami tukšumi vai vājas sveķu šķiedras saskarnes.
2. Manuāli slāņošanas defekti
Manuāla slāņošana bieži rada nepilnības starp pirmspregulēšanas lapām. Apstrādes laikā griešanas spēki saasina šīs spraugas, izraisot slāņa atdalīšanu. Lielāki tukšumi vēl vairāk palielina delaminācijas riskus.
3. Procesa kontroles jautājumi
Nepietiekams spiediens vai temperatūra sacietēšanas laikā vājina sveķu šķiedras savienošanu, radot latentas delaminācijas riskus.
4. Stresa koncentrācija
Oglekļa šķiedru kompozītiem ir anizotropiska stresa reakcija. Apstrāde, kas ir perpendikulāri šķiedru slāņiem, rada iekšējus spriegumu. Kad šie spriegumi pārsniedz sveķu šķiedras saites stiprumu, notiek delaminācija un izplatās zem ilgstošas slodzes.
Secinājums
Delaminācija oglekļa šķiedras produktos izriet no to slāņainās ražošanas procesa, manuālu apstrādes defektiem, procesu neatbilstībām un anizotropās stresa izturēšanās. Šo problēmu risināšanai nepieciešami optimizētas slāņošanas metodes, precīza procesa vadība un uzlabotas apstrādes stratēģijas, lai samazinātu starplāminārās vājās puses.
