معلومات

فهم مركب CFRP

فهم مركب CFRP

مواد البوليمر المقواة بألياف الكربون (CFRP) هي مواد قوية وخفيفة الوزن تستخدم في تصنيع العديد من المنتجات المستخدمة في حياتنا اليومية. وهو مصطلح يستخدم لوصف المواد المركبة المقواة بالألياف والتي تستخدم ألياف الكربون كمكون أساسي للهيكل. تجدر الإشارة إلى أن "P" في CFRP يمكن أن تعني أيضًا "بلاستيك" بدلاً من "بوليمر".

بشكل عام ، تستخدم مركبات CFRP راتنجات بالحرارة مثل الإيبوكسي أو البوليستر أو فينيل استر. على الرغم من استخدام راتنجات لدن بالحرارة في مركبات CFRP ، فإن "مركبات لدن بالحرارة عززت من ألياف الكربون" غالبًا ما تمر بمختصراتها الخاصة ، وهي مركبات CFRTP.

عند العمل مع المواد المركبة أو داخل صناعة المركبات ، من المهم فهم المصطلحات والمختصرات. الأهم من ذلك ، من الضروري أن نفهم خصائص مركب FRP وقدرات مختلف التعزيزات مثل ألياف الكربون.

خصائص مركب CFRP

تختلف المواد المركبة ، المقواة بألياف الكربون ، عن مركبات FRP الأخرى التي تستخدم مواد تقليدية مثل الألياف الزجاجية أو ألياف الأراميد. تشمل خصائص مركبات CFRP المفيدة:

وزن خفيف: أما الألياف الزجاجية التقليدية المقواة باستخدام الألياف الزجاجية المستمرة مع الألياف الزجاجية 70 ٪ (وزن الزجاج / الوزن الكلي) ، وعادة ما تكون كثافة 0،65 جنيه لكل بوصة مكعبة.

في هذه الأثناء ، قد تكون كثافة مركب CFRP ، بنفس وزن الألياف بنسبة 70٪ ، بكثافة 0.55 رطل لكل بوصة مكعبة.

زيادة القوة: لا يقتصر وزن مركبات ألياف الكربون على زيادة الوزن ، ولكن تكون مركبات CFRP أقوى وأكثر صلابة لكل وحدة وزن. هذا صحيح عند مقارنة مركبات ألياف الكربون بالألياف الزجاجية ، ولكن أكثر من ذلك بالمقارنة مع المعادن.

على سبيل المثال ، هناك قاعدة جيدة من الإبهام عند مقارنة الفولاذ بمركبات CFRP وهي أن بنية ألياف الكربون ذات القوة المتساوية ستزن في الغالب 1/5 من الفولاذ. يمكنك أن تتخيل سبب قيام شركات السيارات بالتحقيق باستخدام ألياف الكربون بدلاً من الصلب.

عند مقارنة مركبات CFRP بالألمنيوم ، وهو أحد أخف المعادن المستخدمة ، فإن الافتراض المعياري هو أن هيكل الألومنيوم ذو القوة المتساوية من المرجح أن يزن 1.5 أضعاف هيكل ألياف الكربون.

بالطبع ، هناك العديد من المتغيرات التي يمكن أن تغير هذه المقارنة. يمكن أن تختلف درجة وجودة المواد ، ومع المواد المركبة ، وعملية التصنيع ، وهندسة الألياف ، والجودة يجب أن تؤخذ في الاعتبار.

عيوب CFRP المركبة

كلفة: على الرغم من وجود مواد مدهشة ، إلا أن هناك سببًا لعدم استخدام ألياف الكربون في كل تطبيق. في الوقت الحالي ، تكون مركبات CFRP باهظة التكلفة في كثير من الحالات. اعتمادًا على ظروف السوق الحالية (العرض والطلب) ، ونوع ألياف الكربون (الفضاء مقابل الدرجة التجارية) ، وحجم سحب الألياف ، يمكن أن يختلف سعر ألياف الكربون بشكل كبير.

ألياف الكربون الخام على أساس سعر لكل رطل يمكن أن تكون في أي مكان بين 5 مرات إلى 25 مرة أكثر تكلفة من الألياف الزجاجية. هذا التباين أكبر عند مقارنة الفولاذ بمركبات CFRP.

التوصيل: يمكن أن يكون هذا ميزة لكل من مركبات ألياف الكربون ، أو عيبًا حسب التطبيق. ألياف الكربون موصلة للغاية ، في حين أن الألياف الزجاجية عازلة. تستخدم العديد من التطبيقات الألياف الزجاجية ، ولا يمكنها استخدام ألياف الكربون أو المعدن ، وذلك بسبب الموصلية.

على سبيل المثال ، في صناعة المرافق ، هناك حاجة إلى العديد من المنتجات لاستخدام الألياف الزجاجية. إنه أيضًا أحد الأسباب التي تجعل السلالم يستخدمون الألياف الزجاجية كسكك الدرج. إذا كان سلم الألياف الزجاجية على اتصال بخط كهرباء ، فإن فرص الصعق بالكهرباء تكون أقل من ذلك بكثير. لن يكون هذا هو الحال مع سلم CFRP.

على الرغم من أن تكلفة مركبات CFRP لا تزال مرتفعة ، إلا أن التطورات التكنولوجية الجديدة في التصنيع مستمرة في السماح بمنتجات أكثر فعالية من حيث التكلفة. نأمل ، في حياتنا ، أن نكون قادرين على رؤية ألياف الكربون الفعالة من حيث التكلفة المستخدمة في مجموعة واسعة من التطبيقات الاستهلاكية والصناعية والسيارات.


شاهد الفيديو: كتاب فعل مركب مصور الذي يساعدك على فهم لغة الافلام والقصص والتقايير واللغة الغير رسمية (يونيو 2021).