Oglekļa šķiedras pastiprināta neilona (CF/PA) kompozītmateriālu nodilumizturīgo īpašību analīze
Neilonu (PA) plaši izmanto kā daudzfunkcionālu termoplastisku polimēru kompozītmateriālu daudzās jomās tā izcilo mehānisko īpašību, zemā berzes koeficienta un izcilās izturības dēļ. Tomēr augstākās klases nozarēs ar augstām prasībām attiecībā uz produktu veiktspēju, piemēram, jauna enerģija, ātrgaitas ārstniecība un viedās iekārtas, tradicionālie PA materiāli ir parādījuši produktu ierobežojumus karstumizturības un izmēru uzturēšanas ziņā. Lai atrisinātu šīs problēmas, parādījās nepārtraukti ar oglekļa šķiedru pastiprināti termoplastiski kompozītmateriāli, kas izveidoti, apvienojot oglekļa šķiedru (CH) ar tradicionālajiem PA materiāliem. Šis materiāls ne tikai ievērojami uzlabo mehāniskās īpašības, bet arī lieliski darbojas citās fizikālajās īpašībās, piemēram, nodilumizturībā.
Termoplastisko Pa6 kompozītmateriālu berzes un nodiluma īpašības, kas apstrādātas ar oglekļa šķiedru, detalizēti novērtē CF/PA kompozītmateriālu veiktspēju, atlasa oglekļa šķiedras ar dažādiem tilpuma procentiem (10tilp.%, 20til.%, 30til.%) kā stiegrojumu. , un veic berzes nodiluma testus mitruma (30-45%), iestatītās slodzes (0-16N) un berzes frekvences apstākļos (0-12HZ).
Berzes koeficienta izmaiņas
Pie iestatītās slodzes 9N un berzes frekvences 4HZ tīra PA materiāla paraugu berzes koeficients laika gaitā strauji palielinās. Berzes koeficients CF/PA kompozītmateriālu paraugiem ar 20 masu% un 30 masu % palielinās ar laiku galvenokārt paraboliskā veidā, savukārt 10 masas masas % CF/PA kompozītmateriālu paraugu berzes koeficients vispirms palielinās un pēc tam samazinās, beidzot uzrādot augšupejošu tendenci.
Rezumējot, pieaugot oglekļa šķiedras stiegrojuma tilpuma procentam, izveidotā CF/PA kompozītmateriāla berzes koeficients pakāpeniski samazinās, un var redzēt, ka tīra PA materiāla berzes koeficients ir lielāks nekā jebkuram CF tilpuma procentam. /PA kompozītmateriāls. Vissvarīgākais ir tas, ka 20 masas % CF/PA kompozītmateriālam ir viszemākais berzes koeficients. To izraisa mijiedarbība starp oglekļa šķiedru vai mikrostruktūru uz oglekļa šķiedras virsmas un matricas saskarni. Tam var būt zināms eļļošanas efekts berzes procesa laikā, tādējādi samazinot kompozītmateriāla berzes koeficientu.
Berzes bojājumu apjoms
Ar tādu pašu slodzes spēku vai berzes frekvenci tīra PA materiāla parauga berzes bojājumu apjoms ir vislielākais, savukārt 20wt19% CF/PA kompozītmateriāla berzes bojājumu apjoms ir vismazākais. Tas parāda, ka CF/PA kompozītmateriālam ir labāka izturība. Kad slodzes spēks tiek palielināts līdz 9-15N, 30 masas% CF/PA kompozītmateriāla berzes bojājuma apjoms pēkšņi strauji palielinās, kas var būt saistīts ar pārmērīgu oglekļa šķiedras saturu, kas izraisa kompozītmateriāla iekšējo spriegumu. koncentrēties vienā vietā.
Saskaņā ar SEM skenēšanas rezultātiem uz tīra PA materiāla parauga virsmas ir acīmredzamas mikroplaisas un rodas lobīšanās parādība, bet CF/PA kompozītmateriāla nodiluma pēdas ir ievērojami mazākas, īpaši 20 masas % CF/PA. kompozītmateriāls, kuram gandrīz nav šīs lobīšanās parādības. Var teikt, ka atbilstošs oglekļa šķiedras stiegrojuma daudzums var efektīvi atbalstīt slodzes vilkšanu no saskares virsmas un novērst materiāla atdalīšanu.
Faktiskajā CFPA6 ražošanā Zhishang New Materials Technology atklāja, ka kompozītmateriāla veiktspēju tieši ietekmēs arī sveķu zelta lode. Pētījumā konstatēts, ka, sapludinot nepārtrauktas oglekļa šķiedras un PA sveķu masas daļu, visbūtiskāk uzlabojas kompozītmateriāla stiepes izturība, lieces elastības modulis un lieces izturība, kas var būt 2-3 reizes lielāka par to. no tīriem PA sveķiem. Tas pilnībā parāda, ka ar oglekļa šķiedras pastiprināšanu var ievērojami uzlabot termoplastiskumu un sveķu īpašības.
Laika tempā zinātnes un tehnoloģiju attīstība un tehnoloģiju attīstība var nodrošināt dziļāku CF/PA kompozītmateriālu jaunināšanu. Mēs uzskatām, ka šo materiālu nākotnē varēs plašāk izmantot dažādās jomās. Īpaši gadījumos, kad nepieciešama izturība pret ļoti bojātām vidēm, piemēram, augsta temperatūra un augsts mitrums.
