Karbon fiber takviyeli naylon (CF/PA) kompozit malzemelerin aşınmaya dirençli özelliklerinin analizi
Naylon (PA), olağanüstü mekanik özellikleri, düşük sürtünme katsayısı ve mükemmel mukavemet etkisi nedeniyle birçok alanda çok işlevli bir termoplastik polimer kompozit malzeme olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bununla birlikte, yeni enerji, yüksek hızlı tıbbi tedavi ve akıllı ekipman gibi ürün performansına yönelik yüksek gereksinimlere sahip üst düzey endüstrilerde, geleneksel PA malzemeleri, ısı direnci ve boyutsal bakım açısından ürün sınırlamaları göstermiştir. Bu sorunları çözmek için, karbon fiberin (CH) geleneksel PA malzemeleriyle birleştirilmesiyle oluşturulan sürekli karbon fiber takviyeli termoplastik kompozit malzemeler ortaya çıktı. Bu malzeme yalnızca mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda aşınma direnci gibi diğer fiziksel özelliklerde de mükemmel performans gösterir.
Karbon Fiberle Doldurulmuş Termoplastik Pa6 Kompozitlerin Sürtünme ve Aşınma Özellikleri, CF/PA kompozit malzemelerin performansını ayrıntılı olarak değerlendirir, takviye olarak farklı hacim yüzdelerine (10hacim%, 20 hacim%, 30 hacim%) sahip karbon elyafları seçer ve nem (%30~45), ayarlı yük (0~16N) ve sürtünme frekansı (0-12HZ) koşulları altında sürtünme aşınma testleri gerçekleştirir.
Sürtünme katsayısındaki değişiklikler
9N ayarlı yük ve 4HZ sürtünme frekansı altında, saf PA malzeme numunelerinin sürtünme katsayısı zamanla hızla artar. Ağırlıkça %20 ve ağırlıkça %30 CF/PA kompozit malzeme numunelerinin sürtünme katsayısı zamanla esas olarak parabolik bir düzende artarken, ağırlıkça %10 CF/PA kompozit malzeme numunelerinin sürtünme katsayısı önce artar, sonra azalır ve son olarak yükseliş eğilimi gösterir.
Özetle, karbon fiber takviyesinin hacim yüzdesi arttıkça, oluşturulan CF/PA kompozit malzemenin sürtünme katsayısı giderek azalır ve saf PA malzemenin sürtünme katsayısının, CF'nin herhangi bir hacim yüzdesinden daha yüksek olduğu görülebilir. /PA kompozit malzeme. En belirgin olanı, ağırlıkça %20 CF/PA kompozit malzemenin en düşük sürtünme katsayısını göstermesidir. Bu, karbon fiber veya karbon fiber yüzeyindeki mikro yapı ile matris arayüzü arasındaki etkileşimden kaynaklanır. Sürtünme işlemi sırasında belirli bir yağlama etkisine sahip olabilir, böylece kompozit malzemenin sürtünme katsayısı azaltılabilir.
Sürtünme hasarı hacmi
Aynı yük kuvveti veya sürtünme frekansı altında, saf PA malzeme örneğinin sürtünme hasar hacmi en büyük iken, %20wt19 CF/PA kompozit malzemenin sürtünme hasar hacmi en küçüktür. Bu, CF/PA kompozit malzemenin daha iyi dayanıklılığa sahip olduğunu göstermektedir. Yük kuvveti 9-15N'ye yükseltildiğinde, ağırlıkça %30 CF/PA kompozit malzemenin sürtünme hasarı hacmi aniden keskin bir şekilde artar; bu durum, kompozit malzemenin iç geriliminin artmasına neden olan aşırı karbon fiber içeriğinden kaynaklanabilir. tek bir yere konsantre olun.
SEM tarama sonuçlarına göre, saf PA malzeme numunesinin yüzeyinde bariz mikro çatlaklar vardır ve soyulma olgusu meydana gelir, ancak CF/PA kompozit malzemenin, özellikle de ağırlıkça %20 CF/PA'nın aşınma izleri önemli ölçüde daha azdır. Bu soyulma fenomenine neredeyse hiç sahip olmayan kompozit malzeme. Uygun miktarda karbon fiber takviyesinin temas yüzeyinden çekilen yükü etkili bir şekilde destekleyebileceği ve malzemenin ayrılmasını önleyebileceği söylenebilir.
CFPA6'nın fiili üretiminde Zhishang Yeni Malzeme Teknolojisi, kompozit malzemenin performansının da reçine altın mermisinden doğrudan etkileneceğini buldu. Çalışma, sürekli karbon fiber ve PA reçinesinin kütle fraksiyonu birleştirildiğinde, kompozit malzemenin çekme mukavemeti, bükülme elastik modülü ve bükülme mukavemetinin en önemli ölçüde iyileştirildiğini, bunun da bundan 2-3 kat daha yüksek olabileceğini buldu. saf PA reçinesinden. Bu, karbon fiber takviyesi altında termoplastiklik ve reçine özelliklerinin büyük ölçüde geliştirilebileceğini tam olarak göstermektedir.
Zamanın hızına paralel olarak bilim ve teknolojinin gelişimi ve teknolojinin ilerlemesi, CF/PA kompozit malzemeler için daha derin bir yükseltme sağlayabilir. Bu malzemenin gelecekte çeşitli alanlarda daha yaygın olarak kullanılabileceğine inanıyoruz. Özellikle yüksek sıcaklık ve yüksek nem gibi çok zarar gören ortamlara dayanıklılık gerektiren senaryolarda.
