Колко издръжливи са въглеродните влакна?

Ще ръждясват ли въглеродните влакна?
Въглеродните влакна са химически стабилни, устойчиви на корозия и не ръждясват. Ето защо работи толкова добре в тежки условия. Но силни окислители, като водороден прекис или сярна киселина, могат да го повлияят.

По същия начин епоксидът е инертен и няма да ръждясва или корозира. Но е много чувствителен към слънчева светлина. Затова покрийте вашите композитни материали от въглеродни влакна с UV-устойчиво покритие, за да предотвратите дългосрочно увреждане от слънчева светлина.

Струва си да се отбележи, че композитите от въглеродни влакна могат да причинят галванична корозия при контакт с определени метали. Въпреки че няма да доведе до значителна повърхностна корозия в краткосрочен план, с течение на времето корозионните продукти могат да се натрупат и да причинят щети. За щастие това изисква специфични условия и някои покрития могат да осигурят защита.

Ще се счупят ли въглеродните влакна?
Краткият отговор е да. Всеки материал може да се провали, но е малко по-сложно от това. Много фактори като производствен процес, дизайн и употреба могат да повлияят на дълготрайността.

Например, празнини могат да се образуват и да се счупят по-лесно, ако производителят нанесе смолата неравномерно или в недостатъчни количества. С течение на времето тези малки пукнатини могат да се разпространят, докато се спукат. Дори малко въздействие може в крайна сметка да доведе до провал.

Ориентацията на влакната и влакнестите слоеве също оказва значително влияние върху устойчивостта на умора. Същото важи и за типа сила, която прилагате. Компресията, срязването и напрежението могат да причинят различни видове повреди.

Например якостта на усукване на тъканите влакна при нареждане на 0 градуса е по-ниска от тази при нареждане на 45 градуса. Така че, ако го усучете, може да се счупи.

Ще се счупят ли въглеродните влакна?|Колко издръжливи са въглеродните влакна?
Най-хубавото е, че ако останете под прага на натоварване на определена част, тя няма да се счупи лесно.

Също така имайте предвид, че признаците на повреда, които показват предстояща повреда, са трудни за откриване. За разлика от други материали, които се огъват или огъват, когато въглеродните влакна се повредят, те могат да се повредят сериозно и да се счупят.

Влияят ли метеорологичните условия върху издръжливостта на въглеродните влакна?
Въглеродните влакна имат ниско термично разширение. Следователно неговата форма, площ, обем или плътност не се променят значително с промените в температурата. Това не означава, че не се влияе от времето в дългосрочен план. Проучването установи, че комбинациите от метеорологични условия могат да имат различни ефекти върху въглеродните влакна в различни среди.

цикъл на замразяване-размразяване
Изследователската фондация за гражданско инженерство установи, че циклите на замръзване-размразяване могат да представляват заплаха за издръжливостта на въглеродните влакна. Освен това те откриха, че условията на замръзване-размразяване са по-склонни да разграждат подсилен с въглеродни влакна бетон в солена вода.

Не непременно въглеродните влакна губят целостта си, а микропукнатините, които се образуват в матрицата и разлепването на влакната/матрицата. Част от причината за това е, че структурните лепила не са толкова напреднали, колкото други употреби на въглеродни влакна.

И накрая, въпреки тези ефекти, друго проучване установи, че армираният с въглеродни влакна бетон е по-издръжлив от стандартния бетон.

Влажно топлинно стареене
Хигротермалното стареене може да окаже влияние върху издръжливостта на въглеродните влакна в някои приложения, но не и в други.

Какво представлява стареенето при влажна топлина? Хигротермалното стареене се отнася до комбинацията от топлина и влага и нейния ефект върху структурата.

Продължителното излагане на топлина и влага може да има малък ефект върху якостта на огъване на въглеродните влакна. Въпреки това, при продължително натоварване, якостта на опън се намалява със 7% до 12% в присъствието на солена вода.

Мокър и сух цикъл
Едно проучване показа, че циклите на намокряне и сушене могат да имат значителни неблагоприятни ефекти върху якостта на опън. След 4000 мокри и сухи цикъла вероятността от повреда се увеличава значително.

За разлика от това, той има ограничен ефект върху деформацията на въглеродните влакна.

UV излагане и кондензация
UV радиацията и кондензацията действат по синергичен начин, за да причинят ерозия на епоксидната матрица, но не и на въглеродните влакна. Епоксидната атака може в крайна сметка да намали якостта на опън с до 29% и да доведе до намалена издръжливост.

Както бе споменато по-рано, устойчивата на ултравиолетови лъчи повърхностна обработка ще помогне за защитата на композита от въглеродни влакна.

Като цяло метеорологичните условия влияят върху въглеродните влакна. Но ефектът зависи от това как го използвате. Например метеорологичните условия могат да окажат по-значително влияние върху сградата от въглеродни влакна, отколкото върху въглеродната велосипедна рамка.

Могат ли въглеродните влакна да издържат на топлина?
Въглеродните влакна могат да издържат на топлина. Но въглеродните влакна се използват главно в матрици като бетон, пластмаса или епоксидна смола, което може да ограничи неговата устойчивост на топлина. С други думи, матрицата играе по-важна роля за това дали част от въглеродни влакна може да издържи на топлина, отколкото отделните влакна сами по себе си.

Например, някои епоксидни смоли могат да издържат на температури до 100 градуса (212 градуса F), докато подсилените с въглеродни влакна композити на базата на въглерод могат да издържат на температури над 2000 градуса (3632 градуса F).

Въглеродните влакна бронирани ли са?
На теория въглеродните влакна могат да спират куршуми, но Kevlar® или други арамидни влакна са по-гъвкави и устойчиви на удар. Освен това Kevlar® е по-рентабилен вариант за балистична броня.

Въглеродните влакна предлагат високо ниво на защита на определени обекти. Често ще видите състезатели да го използват за осигуровка, докато разпространява ефектите на силите. Но когато става въпрос за куршуми, имате нужда от много слоеве, за да го спрете.

Гледайте това видео, за да видите как композитите от въглеродни влакна могат да издържат на куршуми.

Въпреки това въглеродните нанотръби могат да издържат на куршуми. Нанотръбите са съставени от въглеродни атоми, които се комбинират в повтарящ се шестоъгълен модел, за да образуват кухи цилиндри. Тези нанотръби могат да абсорбират енергия от балистични ракети по-добре от въглеродни влакна, а в някои случаи дори по-добре от Kevlar®.

Най-основната форма на въглеродни влакна е въглеродният графит, който трае почти вечно. Материалът обикновено не е фоторазградим или биоразградим. Някои фактори обаче оказват влияние върху неговата издръжливост, като например неговия субстрат. Освен това широкото използване на композитни материали и факторите на околната среда могат да повлияят на тяхната издръжливост и потенциални приложения. Най-общо казано, учените очакват частите от въглеродни влакна да издържат повече от 50 години.

 

 

 

 

Ние доставяме, проектираме, разработваме и подготвяме уникални и висококачествени продукти, изработени от въглеродни влакна и други съвременни композитни материали. Свържете се с нас или посетете нашия уебсайт, за да научите повече.