Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τις σιδηροδρομικές μεταφορές και άλλους τομείς λόγω των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων και της χημικής αντοχής τους. Ωστόσο, η αλλαγή της αντοχής του σε υψηλές θερμοκρασίες είναι ένας από τους σημαντικούς παράγοντες που καθορίζουν το εύρος εφαρμογής του. Αυτό το άρθρο θα διερευνήσει τις αλλαγές αντοχής των σύνθετων ινών άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες.
Η αντίσταση σε υψηλές θερμοκρασίες των ίδιων των ανθρακονημάτων
Το ίδιο το ανθρακόνημα έχει εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Σύμφωνα με τη θεωρία, οι ίνες άνθρακα μπορούν να αντέξουν υψηλές θερμοκρασίες έως και 2600 βαθμούς. Ωστόσο, οι ίνες άνθρακα συνήθως δεν χρησιμοποιούνται μόνες τους, αλλά συντίθενται με υλικά όπως η ρητίνη για τη δημιουργία τελικών προϊόντων. Οι αλλαγές αντοχής αυτού του σύνθετου υλικού σε υψηλές θερμοκρασίες μπορούν να επηρεαστούν από τον τύπο της ρητίνης που χρησιμοποιείται.
Αλλαγές αντοχής των σύνθετων ινών άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες
Σύνθετη εποξειδική ρητίνη
Η εποξειδική ρητίνη είναι μια από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες ρητίνες σε σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα. Ωστόσο, η εποξική ρητίνη έχει σχετικά κακή αντοχή σε υψηλή θερμοκρασία και συνήθως οξειδώνεται και αποσυντίθεται στους 180~200 βαθμούς. Ως εκ τούτου, η αντοχή των σύνθετων ινών άνθρακα με βάση εποξειδικές ουσίες θα μειωθεί σημαντικά σε υψηλές θερμοκρασίες.
σύνθετη θερμοπλαστική ρητίνη
Σε σύγκριση με τις εποξειδικές ρητίνες, οι θερμοπλαστικές ρητίνες (όπως το σουλφίδιο πολυφαινυλενίου και η κετόνη πολυαιθερικού αιθέρα) έχουν καλύτερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα που κατασκευάζονται με αυτές τις ρητίνες παρουσιάζουν μικρότερη απώλεια αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες.
σύνθετη κεραμική μήτρα
Μεταξύ όλων των τύπων σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα, τα σύνθετα υλικά κεραμικής μήτρας έχουν την ισχυρότερη αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες. Αυτός ο τύπος υλικού μπορεί να παραμείνει σταθερός σε θερμοκρασίες έως και 1500 μοίρες και η δύναμή του ελάχιστα αλλάζει σε υψηλές θερμοκρασίες.
εν κατακλείδι
Η αντοχή των σύνθετων ινών άνθρακα σε υψηλές θερμοκρασίες αλλάζει κυρίως ανάλογα με τον τύπο της ρητίνης που χρησιμοποιείται. Η αντοχή των σύνθετων υλικών με βάση την εποξική ρητίνη μειώνεται σημαντικά σε υψηλές θερμοκρασίες, ενώ η θερμοπλαστική ρητίνη και τα σύνθετα με βάση το κεραμικό έχουν καλύτερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες. Η κατανόηση αυτών των ιδιοτήτων είναι κρίσιμη για την επιλογή του κατάλληλου σύνθετου υλικού από ανθρακονήματα για μια συγκεκριμένη εφαρμογή.
