GFK - faserverstärkte Kunststoffe, die nach den verschiedenen verwendeten Fasern in glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK), kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK), borfaserverstärkte Kunststoffe usw. unterteilt werden können; Faserverbundwerkstoffe bestehen aus verstärkten Fasern und einer Matrix. Der Faserdurchmesser (oder Whisker) ist sehr klein, im Allgemeinen innerhalb von 10 μ. Unterhalb von m gibt es wenige und kleine Defekte, und die Bruchdehnung beträgt weniger als 30 ‰. Es ist ein sprödes Material, das anfällig für Beschädigungen, Brüche und Korrosion ist. Die Festigkeit und der Modul der Matrix sind viel niedriger als die der Faser, aber sie kann großen Belastungen standhalten, hat oft Viskoelastizität und Elastoplastizität und ist ein duktiles Material. Entsprechend der Faserlänge kann FVK in kurzfaserverstärkten Verbundkunststoff und langfaserverstärkten (oder endlosfaserverstärkten) Verbundkunststoff unterteilt werden. Nach den Fasereigenschaften kann es in Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe und technische Verbundwerkstoffe unterteilt werden.
Bearbeiten Sie die Eigenschaften dieses Segments
(1) Geringes Gewicht und hohe Festigkeit
Die relative Dichte liegt zwischen 1,5 und 2,0, was nur 1/4 bis 1/5 von Kohlenstoffstahl ist, aber die Zugfestigkeit ist nahe oder sogar höher als die von Kohlenstoffstahl, und die spezifische Festigkeit kann mit der von hochwertigem legiertem Stahl verglichen werden. Daher hat es bemerkenswerte Ergebnisse in der Luftfahrt, Raketen, Raumfahrzeugen, Hochdruckbehältern und anderen Produkten erzielt, die das Eigengewicht reduzieren müssen. Die Zug-, Biege- und Druckfestigkeit einiger Epoxid-FRP kann mehr als 400 MPa erreichen. Siehe Tabelle 1-1 für die Dichte, Festigkeit und spezifische Festigkeit einiger Materialien.
(2) Gute Korrosionsbeständigkeit
FRP ist ein gut korrosionsbeständiges Material, das eine gute Beständigkeit gegen Luft, Wasser, Säure, Alkali, Salz allgemeiner Konzentration und eine Vielzahl von Ölen und Lösungsmitteln aufweist. Es wurde auf alle Aspekte des chemischen Korrosionsschutzes angewendet und ersetzt Kohlenstoffstahl, Edelstahl, Holz, Nichteisenmetalle usw.
(3) Gute elektrische Leistung
Es ist ein ausgezeichnetes Isoliermaterial, das zur Herstellung von Isolatoren verwendet wird. Es kann immer noch gute dielektrische Eigenschaften bei hoher Frequenz schützen. Die Mikrowellenübertragung ist gut und wurde in Radarradomen weit verbreitet.
(4) Gute thermische Leistung
FRP hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, die bei Raumtemperatur 1,25 bis 1,67 kj / (m · h · K) beträgt, nur 1/100 bis 1/1000 von Metall. Es ist ein hervorragendes Wärmedämmmaterial. Es ist ein idealer thermischer Schutz und ein ablationsbeständiges Material im Falle einer plötzlichen ultrahohen Temperatur und kann Raumfahrzeuge vor Erosion durch Hochgeschwindigkeitsluftstrom über 2000 Grad schützen.
(5) Gute Entwerfbarkeit
① Verschiedene Strukturprodukte können je nach Bedarf flexibel gestaltet werden, um die Nutzungsanforderungen zu erfüllen, wodurch das Produkt eine gute Integrität aufweisen kann. ② Materialien können vollständig ausgewählt werden, um die Produktleistung zu erfüllen, wie z. B. korrosionsbeständig, sofort hochtemperaturbeständig, Produkte mit besonders hoher Festigkeit in einer bestimmten Richtung und guten dielektrischen Eigenschaften.
(6) Hervorragende Verarbeitbarkeit
① Der Umformprozess kann je nach Form, technischen Anforderungen, Anwendung und Menge des Produktes flexibel gewählt werden. ② Das Verfahren ist einfach, es kann auf einmal gebildet werden und der wirtschaftliche Effekt ist hervorragend. Besonders bei Produkten mit komplexer Form und geringer Menge, die nicht leicht zu formen sind, sind die Verfahrensvorteile deutlicher.
Bearbeiten Sie die Mängel dieses Absatzes
2, Eine Art von FRP kann nicht verlangt werden, um alle Anforderungen zu erfüllen. FRP ist nicht allmächtig. FRP hat auch die folgenden Mängel. (1) Niedriger Elastizitätsmodul FRP hat einen Elastizitätsmodul, der doppelt so hoch ist wie der von Holz, aber nur der von Stahl (e=2,1 × 106), so dass oft der Eindruck entsteht, dass die Steifigkeit in der Produktstruktur unzureichend und leicht ist zu verformen. Es kann zu einer dünnen Schalenstruktur, einer Sandwichstruktur oder aus hochmoduligen Fasern oder Versteifungen hergestellt werden. (2) Schlechte Langzeittemperaturbeständigkeit. Im Allgemeinen kann FRP nicht lange bei hohen Temperaturen verwendet werden. Die Festigkeit von Allzweck-Polyester-FRP nimmt deutlich ab, wenn sie über 50 Grad liegt, und wird im Allgemeinen nur unter 100 Grad verwendet. Die Festigkeit von Allzweck-Epoxy-FRP nimmt offensichtlich ab, wenn die Temperatur über 60 Grad liegt. Es kann jedoch ein hochtemperaturbeständiges Harz ausgewählt werden, sodass die langfristige Arbeitstemperatur bei 200 bis 300 Grad gehalten werden kann. (3) Alterungsphänomen Alterungsphänomen ist ein häufiger Mangel von Kunststoffen, und FRP ist keine Ausnahme. Unter Einwirkung von UV-Strahlung, Wind, Sand, Regen und Schnee, chemischen Medien, mechanischer Beanspruchung usw. kann es leicht zu Leistungseinbußen kommen. (4) Geringe interlaminare Scherfestigkeit Die interlaminare Scherfestigkeit wird vom Harz getragen und ist daher sehr gering. Die Haftung zwischen den Schichten kann durch die Auswahl des Verfahrens und die Verwendung eines Haftvermittlers verbessert werden. Das Wichtigste ist, während des Produktdesigns ein Scheren zwischen den Schichten zu vermeiden.
