1. Prefazione

La fibra di carbonio si riferisce alla fibra ad alta resistenza e ad alto modulo con un contenuto di carbonio superiore al 90%. La resistenza alle alte temperature è la prima tra tutte le fibre chimiche. È realizzato in fibra acrilica e viscosa come materia prima e ossidato e carbonizzato ad alta temperatura.

Caratteristiche del materiale: la fibra di carbonio è composta principalmente da elementi in carbonio, con resistenza alle alte temperature, antifrizione, conducibilità elettrica, conducibilità termica e resistenza alla corrosione, ecc. È di forma fibrosa, morbida e può essere lavorata in vari tessuti e ha un'elevata resistenza e modulo lungo l'asse della fibra grazie alla sua struttura microcristallina di grafite lungo l'asse della fibra con orientamento di merito. La bassa densità delle fibre di carbonio si traduce in elevata resistenza specifica e modulo. L'uso principale della fibra di carbonio è come materiale di rinforzo composto con resine, metalli, ceramica e carbonio per realizzare materiali compositi avanzati.

I compositi in resina epossidica rinforzata con fibra di carbonio hanno la resistenza specifica e il modulo più elevati tra i materiali tecnici esistenti.


2. Prestazioni

(1) Proprietà meccaniche

I compositi in fibra di carbonio hanno un'elevata resistenza alla trazione, alto modulo, bassa densità, alta resistenza specifica e alto modulo specifico. Rispetto ai tradizionali materiali metallici, i compositi in fibra di carbonio hanno una massa leggera, un'elevata resistenza e un'elevata tenacità e presentano evidenti vantaggi. Rispetto ai compositi in fibra a base di silice, anch'essi nuovi materiali, la resistenza alla trazione delle fibre a base di carbonio è circa 3-7 volte superiore. Il modulo di elasticità della fibra a matrice di carbonio è superiore a quello della fibra a matrice di silicio, quindi la deformazione del composito in fibra di carbonio è minore sotto lo stesso carico esterno e la rigidità delle sue parti è superiore a quella delle parti composite in fibra a matrice di silicio. L'allungamento a rottura della fibra di carbonio ad alto modulo è di circa lo 0,5%, quello della fibra di carbonio ad alta resistenza è di circa l'1%, quello della fibra a base di silice è di circa il 2,6%,

A causa della fragilità della fibra di carbonio e delle scarse prestazioni all'impatto, la modalità di danno da trazione dei compositi in fibra di carbonio appartiene a un danno fragile, ovvero non vi è alcuna evidente deformazione plastica prima di staccarsi e la curva stress-deformazione è diritta, che è simile alla fibra di vetro, tranne per il fatto che il modulo è più alto e l'allungamento a rottura è inferiore a quello della fibra di vetro. I compositi in fibra di carbonio hanno una buona resistenza alle alte e basse temperature. Nell'isolamento dell'aria (protezione del gas inerte), 2000 ° C ha ancora forza e l'azoto liquido non si rompe fragile.

(2) Resistenza alla corrosione

I compositi in fibra di carbonio possono essere ossidati da forti agenti ossidanti come acido nitrico concentrato, acido ipocloroso e dicromato, ma l'effetto di acidi e basi generali su di esso è molto piccolo, quindi ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto ai compositi in fibra di silicio. I compositi in fibra di carbonio non reagiscono con l'idrolisi nell'aria umida come i compositi in fibra a base di silicio e hanno una buona resistenza all'acqua e resistenza all'umidità e all'invecchiamento termico. Inoltre, ha anche le caratteristiche di resistenza all'olio, resistenza alle radiazioni e decelerazione nel movimento delle parole.


3. Applicazione di compositi in fibra di carbonio

Con le sue eccellenti prestazioni, i materiali compositi in fibra di carbonio sono stati ampiamente utilizzati in vari campi, principalmente nei settori aerospaziale, automobilistico, ingegneria del rinforzo strutturale, sviluppo di nuove energie, prodotti per il tempo libero, ecc.

(1) Aerospaziale

I materiali compositi in fibra di carbonio sono utilizzati principalmente nell'industria aerospaziale, perché il costo del lancio del veicolo spaziale è proporzionale al suo peso, quindi come ridurre il peso del veicolo spaziale garantendone le prestazioni diventa la questione più importante. I compositi in fibra di carbonio presentano i vantaggi di un'elevata resistenza specifica, un modulo specifico elevato e un intervallo di temperature di esercizio elevato e sono stati utilizzati nell'industria aerospaziale, da gusci di veicoli spaziali, interni, strutture e motori aerospaziali sono quasi tutti realizzati con compositi in fibra di carbonio. Negli ultimi anni, con la diminuzione del costo di produzione dei compositi in fibra di carbonio, gli aerei militari e civili hanno iniziato a utilizzare il materiale su larga scala per ridurre significativamente la massa del meccanismo della cellula, migliorare l'aeroelasticità e migliorare le prestazioni complessive del velivolo.

Secondo le statistiche, attualmente l'uso di materiali compositi in fibra di carbonio negli aerei e negli elicotteri di piccole dimensioni ha rappresentato dal 70% all'80%, dal 30% al 40% negli aerei militari e dal 15% al ​​50% nei grandi aerei passeggeri. Prendiamo ad esempio il B777 di Boeing, la percentuale di materiali compositi in fibra di carbonio utilizzati in questo tipo di velivolo raggiunge il 9%. Questi materiali compositi avanzati sono utilizzati principalmente nella coda, nei flap, negli alettoni, nelle antenne, nelle carenature, nelle gondole e nelle travi del pavimento e in altri componenti, tra cui: scatola alare con superficie stabilizzata verticale, scatola alare di coda piatta, timone, elevatore, pannelli di parete del bordo anteriore e d'uscita , travi del pavimento, alettoni esterni, alette esterne, alette, alette, rivestimento della carenatura, spoiler interno ed esterno, pannelli del bordo d'uscita, gondole del motore, carenature di supporto del motore, portello del carrello di atterraggio anteriore, bordo d'attacco fisso, radar radome, ecc.

(2) Automobile

Research del Laboratorio Sistemi di Materiali sui materiali per l'alleggerimento dei veicoli e la riduzione dei costi di produzione ha dimostrato che per ogni riduzione del 10% della massa del veicolo, il consumo di carburante può essere ridotto del 6%. Tra i materiali esistenti, il CFRP ha il miglior effetto di alleggerimento; insieme al rapido sviluppo del design automobilistico e della tecnologia dei compositi. Tutto ciò ha reso l'applicazione del CFRP nella produzione automobilistica molto più veloce di quanto ci si aspettasse.

Xiamen LFT sviluppa e produce fibra di carbonio da oltre 10 anni. Le fibre di carbonio vengono tessute nei tessuti e poi infiltrate con speciali resine per realizzare il prepreg, che viene poi tagliato in diverse dimensioni a seconda delle esigenze di lavorazione. Il CFRP risultante ha prestazioni estremamente elevate.

Ecco i prodotti finiti realizzati con i nostri materiali:

Carrozzeria

Maniglia

Sala macchine

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2. Progettazione e raccomandazioni del frontale dello stampo

3. Fornire supporto tecnico come lo stampaggio ad iniezione e lo stampaggio per estrusione