Kompozitné materiály z uhlíkových vlákien sú široko používané v leteckom a kozmickom priemysle, vo výrobe automobilov, v železničnej doprave a v iných oblastiach vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam a chemickej odolnosti. Zmena jeho pevnosti pri vysokých teplotách je však jedným z dôležitých faktorov, ktoré určujú rozsah jeho použitia. Tento článok bude skúmať zmeny pevnosti kompozitov z uhlíkových vlákien pri vysokých teplotách.
Vysoká teplotná odolnosť samotného uhlíkového vlákna
Samotné uhlíkové vlákno má vynikajúcu odolnosť voči vysokým teplotám. Podľa teórie môže uhlíkové vlákno odolávať vysokým teplotám až do 2600 stupňov. Uhlíkové vlákno sa však zvyčajne nepoužíva samostatne, ale je zložené s materiálmi, ako je živica, aby sa vytvorili hotové výrobky. Zmeny pevnosti tohto kompozitu pri vysokých teplotách môžu byť ovplyvnené typom použitej živice.
Zmeny pevnosti kompozitov z uhlíkových vlákien pri vysokých teplotách
Kompozit z epoxidovej živice
Epoxidová živica je jednou z najčastejšie používaných živíc v kompozitoch z uhlíkových vlákien. Epoxidová živica má však relatívne nízku odolnosť voči vysokej teplote a zvyčajne oxiduje a rozkladá sa pri 180 ~ 200 stupňoch. Pevnosť kompozitov z uhlíkových vlákien na báze epoxidu sa preto pri vysokých teplotách výrazne zníži.
kompozit z termoplastickej živice
V porovnaní s epoxidovými živicami majú termoplastické živice (ako je polyfenylénsulfid a polyéteréterketón) lepšiu odolnosť voči vysokým teplotám. Kompozity z uhlíkových vlákien vyrobené s použitím týchto živíc vykazujú menšiu stratu pevnosti pri vysokých teplotách.
kompozit s keramickou matricou
Medzi všetkými typmi kompozitov z uhlíkových vlákien majú kompozity s keramickou matricou najsilnejšiu odolnosť voči vysokým teplotám. Tento typ materiálu môže zostať stabilný pri teplotách až do 1500 stupňov a jeho pevnosť sa pri vysokých teplotách takmer nezmení.
na záver
Pevnosť kompozitov z uhlíkových vlákien sa pri vysokých teplotách mení predovšetkým v závislosti od typu použitej živice. Pevnosť kompozitov na báze epoxidovej živice výrazne klesá pri vysokých teplotách, zatiaľ čo termoplastická živica a kompozity na báze keramiky majú lepšiu odolnosť voči vysokým teplotám. Pochopenie týchto vlastností je rozhodujúce pre výber vhodného kompozitu z uhlíkových vlákien pre konkrétnu aplikáciu.
