Dadansoddiad o briodweddau gwrthsefyll traul deunyddiau cyfansawdd neilon wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon (CF/PA).
Defnyddir neilon (PA) yn eang fel deunydd cyfansawdd polymer thermoplastig amlswyddogaethol mewn llawer o feysydd oherwydd ei briodweddau mecanyddol rhagorol, cyfernod ffrithiant isel, ac effaith cryfder rhagorol. Fodd bynnag, mewn diwydiannau pen uchel sydd â gofynion uchel ar gyfer perfformiad cynnyrch, megis ynni newydd, triniaeth feddygol cyflym, ac offer smart, mae deunyddiau PA traddodiadol wedi dangos cyfyngiadau cynnyrch o ran gwrthsefyll gwres a chynnal a chadw dimensiwn. Er mwyn datrys y problemau hyn, daeth deunyddiau cyfansawdd thermoplastig wedi'u hatgyfnerthu â ffibr carbon parhaus a ffurfiwyd trwy gyfuno ffibr carbon (CH) â deunyddiau PA traddodiadol i'r amlwg. Mae'r deunydd hwn nid yn unig yn gwella priodweddau mecanyddol yn sylweddol, ond hefyd yn perfformio'n rhagorol mewn priodweddau ffisegol eraill megis ymwrthedd gwisgo.
Mae Priodweddau Ffrithiant a Gwisgo Cyfansoddion Thermoplastig Pa6 wedi'u Ffeilio â Ffibr Carbon yn gwerthuso perfformiad deunyddiau cyfansawdd CF/PA yn fanwl, yn dewis ffibrau carbon â chanrannau cyfaint gwahanol (10cyf, 20vol%, 30vol%) fel atgyfnerthiad , ac yn cynnal profion gwisgo ffrithiant o dan amodau lleithder (30 ~ 45%), llwyth gosod (0 ~ 16N) ac amlder ffrithiant (0-12HZ).
Newidiadau mewn cyfernod ffrithiant
O dan y llwyth gosod o 9N ac amlder ffrithiant 4HZ, mae cyfernod ffrithiant samplau deunydd PA pur yn cynyddu'n gyflym dros amser. Mae cyfernod ffrithiant samplau deunydd cyfansawdd 20wt% a 30wt% CF/PA yn cynyddu gydag amser yn bennaf mewn patrwm parabolig, tra bod cyfernod ffrithiant samplau deunydd cyfansawdd 10wt% CF/PA yn cynyddu yn gyntaf ac yna'n gostwng, gan ddangos tuedd ar i fyny yn olaf.
I grynhoi, wrth i ganran cyfaint yr atgyfnerthiad ffibr carbon gynyddu, mae cyfernod ffrithiant y deunydd cyfansawdd CF / PA wedi'i ffurfio yn gostwng yn raddol, a gellir gweld bod cyfernod ffrithiant deunydd PA pur yn uwch nag unrhyw ganran cyfaint o CF /PA deunydd cyfansawdd. Y mwyaf amlwg yw bod y deunydd cyfansawdd 20wt% CF/PA yn dangos y cyfernod ffrithiant isaf. Mae hyn yn cael ei achosi gan y rhyngweithio rhwng y ffibr carbon neu'r microstrwythur ar wyneb y ffibr carbon a'r rhyngwyneb matrics. Gall gael effaith iro benodol yn ystod y broses ffrithiant, a thrwy hynny leihau cyfernod ffrithiant y deunydd cyfansawdd.
Cyfaint difrod ffrithiant
O dan yr un grym llwyth neu amlder ffrithiant, cyfaint difrod ffrithiant y sampl deunydd PA pur yw'r mwyaf, a chyfaint difrod ffrithiant y deunydd cyfansawdd 20wt19% CF/PA yw'r lleiaf. Mae hyn yn dangos bod gan ddeunydd cyfansawdd CF / PA well gwydnwch. Pan gynyddir y grym llwyth i 9-15N, mae cyfaint difrod ffrithiant y deunydd cyfansawdd 30wt% CF/PA yn cynyddu'n sydyn, a allai fod oherwydd y cynnwys ffibr carbon gormodol sy'n achosi straen mewnol y deunydd cyfansawdd i canolbwyntio mewn un lle.
Yn ôl canlyniadau sganio SEM, mae microcracks amlwg ar wyneb y sampl deunydd PA pur, ac mae'r ffenomen plicio yn cael ei gynhyrchu, ond mae marciau gwisgo deunydd cyfansawdd CF / PA yn sylweddol llai, yn enwedig y 20wt% CF / PA deunydd cyfansawdd, nad oes ganddo bron â'r ffenomen plicio hon. Gellir dweud y gall y swm priodol o atgyfnerthiad ffibr carbon gefnogi'r llwyth sy'n tynnu o'r wyneb cyswllt yn effeithiol ac atal y deunydd rhag gwahanu.
Yn y cynhyrchiad gwirioneddol o CFPA6, canfu Zhishang New Materials Technology y bydd perfformiad y deunydd cyfansawdd hefyd yn cael ei effeithio'n uniongyrchol gan y bwled aur resin. Canfu'r astudiaeth, pan fydd y ffracsiwn màs o ffibr carbon parhaus a resin PA yn cael eu hasio, mae cryfder tynnol, modwlws elastig plygu, a chryfder plygu'r deunydd cyfansawdd yn cael eu gwella'n fwyaf arwyddocaol, a all fod 2-3 gwaith yn uwch na hynny o resin PA pur. Mae hyn yn dangos yn llawn y gellir gwella priodweddau thermoplastigedd a resin yn fawr o dan atgyfnerthu ffibr carbon.
Ar gyflymder yr amseroedd, gall datblygiad gwyddoniaeth a thechnoleg a datblygiad technoleg ddarparu uwchraddiad dyfnach ar gyfer deunyddiau cyfansawdd CF/PA. Credwn y gellir defnyddio'r deunydd hwn yn ehangach mewn gwahanol feysydd yn y dyfodol. Yn enwedig mewn senarios sy'n gofyn am wrthwynebiad i amgylcheddau sydd wedi'u difrodi'n fawr fel tymheredd uchel a lleithder uchel.
