SAKAI OVEX یک شرکت ژاپنی است که به تحقیق و توسعه فناوری فیبر باز (گسترش) فیبر کربن و تولید محصول اختصاص دارد. در اوایل سال 2010، این شرکت با شرکت ژاپنی Toho Tennax (در حال حاضر Teijin) برای توسعه محصولات فیبر کربن فوقسبک، که نیمی از نازکترین محصولات فیبر کربنی پس از فیبر باز فیبر کربن سبک هستند، همکاری کرد.
این مقاله ابتدا ویژگیهای عالی مواد فیبر کربنی را معرفی میکند و سپس بر ویژگیهای فناوری فیبر باز فیبر کربن تمرکز میکند، همچنین فیبر کربن فیبر باز و مزایای عملکرد مواد مرکب آن شرح داده میشود و در نهایت با SAKAI OVEX ترکیب میشود. نخ الیاف باز فیبر کربن فعلی شرکت در قالب محصولات اصلی به اختصار توضیح داده شده است.
01، ویژگی های عالی فیبر کربن
فیبر کربن نه تنها سبک، قوی، مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی های دیگر است، بلکه دارای هدایت الکتریکی عالی، مقاومت در برابر حرارت، ثبات ابعادی، پایداری شیمیایی است.
خواص مکانیکی/دینامیکی:
وزن مخصوص کوچک (1.7 تا 2.{3}}) و سبکتر از فلزات و غیره.
مدول الاستیسیته بالا (200 تا 650 گیگا پاسکال) و سفتی بالا.
قدرت بالا (3000MPa تا 7000MPa).
تضعیف ارتعاش عالی
مواد ناهمسانگرد، اجازه طراحی ساختاری مناسب برای هدف را می دهد.
خواص حرارتی:
مقاومت حرارتی عالی در اتمسفر بی اثر.
ضریب انبساط حرارتی کوچک و پایداری ابعادی خوب.
رسانایی حرارتی دارد.
خواص الکترومغناطیسی:
دارای محافظ امواج الکترومغناطیسی
نفوذپذیری خوب در برابر اشعه ایکس.
خواص شیمیایی: مقاومت شیمیایی عالی.
خواص الکتریکی: دارای درجه خاصی از هدایت الکتریکی است.
02، فناوری فیبر باز فیبر کربن و مزایا
فناوری الیاف باز: همچنین به عنوان فناوری پخش نخ شناخته می شود، یدک کش فیبر کربن در طیف گسترده ای از نازک و یکنواخت پخش شده برای ایجاد فناوری نخ الیاف باز است. فیبر کربن مجموعه ای از هزاران تا ده ها هزار رشته با سطح مقطع گرد یا کمی صاف است. پس از باز شدن، هزاران تا ده ها هزار رشته در عرض با سطح مقطع مسطح پخش می شوند. شکل زیر مقطعی از داخل یدک کش فیبر کربن را قبل و بعد از پخش نشان می دهد.
پارچه هایی که از نخ های الیاف باز الیاف کربن استفاده می کنند دارای مزایای اصلی زیر هستند:
تحقق لایه نازک، کاهش زاویه چین و بهبود خواص مکانیکی
الف) پراکندگی رزین یکنواخت به دلیل چین خوردگی کوچک
شکل زیر نمودارهای ساختاری ورقه های فرآوری شده با پارچه های فیبر کربنی را قبل و بعد از باز شدن فیبر کربن مقایسه می کند، که در سمت چپ نمودار ساختاری قبل از باز شدن فیبر کربن را نشان می دهد، و بخش غنی از رزین به طور نابرابر در ورقه های با استفاده از پارچه های فیبر کربن معمولی توزیع شده است. (3K). و در لمینت ساخته شده از پارچه نخ الیاف باز فیبر کربن در سمت راست، رزین و فیبر کربن به طور یکنواخت پراکنده شده اند و خواص مکانیکی بهبود می یابد.
ب) صافی الیاف کربن را بهبود بخشید تا عملکرد الیاف را به حد نهایی برساند.
بکسل فیبر کربن بدون عملیات فیبر باز ضخیم تر است، سطح مقعر و محدب تر است، به دلیل خم شدن یدک الیاف، استحکام کاهش می یابد، اشباع رزین ضعیف است و به راحتی بین لایه ها جدا می شود (همانطور که نشان داده شده است. در شکل سمت چپ زیر). پس از عملیات الیاف باز، بکسل فیبر کربن در داخل نازک، سبک، کاهش ناهموار تقعر و تحدب است و زاویه بافت کوچک است. این ماده دارای خواص اشباع رزین عالی است و به راحتی بین لایه ها جدا نمی شود و بنابراین ارزش های فیزیکی بالایی مانند خواص خستگی را نشان می دهد (همانطور که در شکل سمت راست زیر نشان داده شده است). بنابراین، پس از فیبر درمانی باز، نماز فیبر کوچکتر می شود و می تواند تمرکز استرس را از بین ببرد.
ج)، به دلیل ترک های عرضی، لایه برداری بین لایه ای ایجاد نمی کند.
مواد چند لایه ساخته شده از فیبر کربن سنتی و پارچه های آن مستعد ترک های عرضی و لایه برداری بین لایه ها هستند (همانطور که در شکل سمت چپ زیر نشان داده شده است). پس از عملیات الیاف باز، ورقه های تهیه شده با استفاده از پارچه های پخش شده فیبر کربن کمتر مستعد ترک های عرضی و لایه برداری بین لایه ای هستند (همانطور که در شکل سمت راست زیر نشان داده شده است)، که منجر به بهبود استحکام خستگی می شود.
بهبود استحکام کششی، خمشی و برشی بین لایهای ورقههای CFRP با استفاده از پارچههای بافته باز فیبر کربن
03، محصولات الیاف باز فیبر کربن معمولی
3.1 نخ الیاف باز فیبر کربن
پس از عملیات فیبر باز، یدکهای فیبر کربنی با مشخصات 12K-48K درجه PAN میتوانند بهطور پیوسته به عرض 2-40 میلیمتر باز شوند و با توجه به نوع فیبر کربن، محدوده عرض فیبر باز است. نیز متفاوت است.
نخ الیاف باز فیبر کربن.
3.2 پارچه فیبر باز فیبر کربن
الیاف کربن پس از باز شدن الیاف را می توان برای بافندگی تار، بافندگی پود و سایر پارچه ها استفاده کرد، ساختاری نازک تر از منسوجات فیبر کربن قبلی، شکل پذیری (اشباع رزین) و خواص فیزیکی برای بهبود ایجاد می کند.
منسوجات فیبر کربن قبل و بعد از باز کردن الیاف
3.3 فیبر کربن پیش آغشته الیاف باز
بسته به کاربرد، می توان انواع مختلفی از مواد میانی مانند پیش آغشته یا نیمه آغشته را پردازش کرد و نوع رزین اشباع کننده را می توان تغییر داد، مانند رزین ترموست یا رزین ترموپلاستیک.
Prepreg: یک ماده پایه برای قالبگیری CFRP (پلاستیک تقویتشده با فیبر کربن) که با آغشته کردن نخهای فیبر باز فیبر کربنی یا پارچههای الیاف باز با رزین گرما سخت یا رزین ترموپلاستیک ساخته میشود. از آنجایی که با رزین آغشته شده است، می توان از آن برای قالب گیری پرس گرم کوتاه مدت استفاده کرد.
نیمه آغشته شده: یک ماده پایه قالبگیری CFRTP (ترموپلاستیک تقویتشده با فیبر کربن) که از لمینت کردن یک فیلم رزین گرمانرم بر روی نخ الیاف باز یا پارچه الیاف باز ساخته میشود. به دلیل انعطاف پذیری، ماده ای با قابلیت قالب گیری بالا است و با پرس گرم می توان آن را به CFRTP قالب زد.
ترجمه شده با www.DeepL.com/Translator (نسخه رایگان)
