Әдетте CSM деп аталатын шыны талшықты қиынды матасы негізінен кездейсоқ араласқан қысқа шыны талшықтарынан жасалған қатты материал болып табылады. Бұл қиындылар әдетте 25-тен 50 миллиметрге дейінгі ұзындықта болады және химиялық байланыстырғыш зат арқылы бір-біріне бекітіледі. Өндіру барысында шыны балқытылып, ұзын жіпшелерге айналдырылады, сосын олар қиылып, полиэфирлі немесе акрил шайырларымен бүркіледі. Осы кезеңнен кейін жұмысшылар талшықтарды маталарға орналастырып, қысым және жылу әсерінен барлығы біркелкі таралады. CSM-ның өндірісте пайдалы екені оның күрделі пішіндерге жақсы сәйкес келетіндігі мен композитті материалдардың барлық бағытта біркелкі беріктік қасиеттерін сақтауында.
CSM өнімділігі екі негізгі компонентке тәуелді: E-шыны талшықтары мен термопластикалық байланыстырғыштар. 96–98% кремний мен алюминийден тұратын E-шыны, тамаша электр изоляциясы мен сілтіге тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Әдетте 3–5% концентрациядағы полиэфирлі немесе акрил шайыры болып табылатын байланыстырғыш зат, ламинатталу алдында матаның бүтіндігін сақтайды және шайыр қанықтыру кезінде еріп кетіп, талшық пен шайыр арасындағы берік байланысты қамтамасыз етеді.
| Талшық параметрі | Типтік диапазон | Байланыстырғыш критерийлері | Өнімділікке әсері |
|---|---|---|---|
| Дiamетр | 13–20 микрон | Полиэфирлі немесе акрил шайыры | Шайыр үйлесімділігін арттырады |
| Ұзындығы | 25–50 мм | 3–5% байланыстырғыш концентрациясы | Пішінделу мен қаттылықты теңестіреді |
Талшықтардың әрекет етуі материалдардың механикалық қасиеттеріне үлкен әсер етеді. Әдеттегі 25 мм-лік талшықтардың орнына 50 мм-лік ұзын талшықтармен жұмыс істеген кезде, тартылу беріктігі 15 пайызға, ал кейде 20 пайызға дейін артатынын байқаймыз. Алайда, осындай ұзын талшықтардың икемділік қасиеті төмен болады, әсіресе қиын әрі тесіп өтуі қиын қалыптарды пайдаланған кезде. Талшықтардың кездейсоқ орналасуы әртүрлі бағытта кернеуді таратып, материалдардың соққыға төзімділігін бағытталған матаға қарағанда жақсартады, кейде 30 пайызға дейін жоғары соққыға төзімділік көрсетеді. 2023 жылы жарияланған соңғы зерттеу композиттің жан күшіне қатысты қызықты нәтиже көрсетті. Байланыстырушы шайыр үйлесімділігі оптимизацияланған кезде, аралық қабаттың беріктігі шамамен 18 пайызға артады, яғни бөлшектердің керілу кезінде қабаттап түсу ықтималдығы азаяды. Барлық осы факторлар CSM-ді кемелерде, автомобильдерде және күрделі пішіндерді жасау қабілеті мен беріктіктің маңызды болып табылатын әртүрлі өндірістік салаларда әлі де кең таралған таңдау болып табылады.
CSM көптеген бағыттар бойынша арматураны қамтамасыз етеді, дұрыс қабаттасқан кезде 30-ден 50 МПа-ға дейінгі созу беріктігі мен 60 МПа-дан асатын майыс беріктігін көрсетеді. Талшықтардың кездейсоқ орналасуы материал бойында кернеуді біркелкі таратады, бұл құрылыстардың әсіресе қайық корпусы мен автомобиль корпусы сияқты соққыларға төтеп бере алатын бөліктері үшін өте маңызды. Өндірушілердің жүргізген сынақтары CSM-нің кенет соққы кезінде бір бағыттағы маталарға қарағанда 15-25 пайызға артық энергия жұтатынын көрсетті. Бұл қасиет қайықтардың палубалық беттерінде немесе жел турбиналарының жапалақтарында трещиналардың таралуын бөгейді, бұл құрылыстар уақыт өте қатты жағдайларға ұшыраған сайын барға маңызды болып отыр.
Тұз буына 2000 сағат бойы әсер еткен кезде СШМ негізіндегі композиттер өзінің беріктік сипаттамаларының көп бөлігін сақтап қалады. Сынақтар көрсеткендей, олар өз қасиеттерінің он пайызынан аз көлемде жоғалтады, соның ішінде қатты жағдайлардың бес жылы бойы тұрақты УК-сәуле шығару, ылғалдылықтың өзгеруі және температураның қайталанып тұруын қоса алғанда. Кәдімгі болат материалдармен салыстырғанда коррозияға тұрақтылығы да таңқаларлықтай. Коррозияның көп болатын орындарда осындай СШМ панельдер кәдімгі металдарда байқалатын деңгейдің шамамен үштен біріндей жылдамдықпен қиратады. Бұл оларды химиялық заттарды сақтау үшін ыдыстар немесе теңізде орналасқан құрылыстар сияқты, мұнда тұзды су әрқашан материалдарға әсер етіп тұрады, құрылыстар салу үшін өте жақсы таңдау екенін білдіреді. Қирауға ұшырамай ұзақ уақыт қызмет ететіндіктен, осындай композитті материалдар сенімділік ең маңызды болып табылатын көптеген қиын өнеркәсіптік жағдайлар мен теңіз ортасында кеңінен пайдаланылатын оңтайлы таңдауға айналды.
CSM-нің кездейсоқ талшықтарының орналасуы зертханалық сынақтар нәтижесінде әдетте плюс-минус 12% аймағында болатын әртүрлі аймақтардағы беріктіктің айырмашылығына әкеледі. Бірақ бұл жерде қызықты нәрсе – осы дұрыс емес орналасулардың жүктемені дұрыс ұсталған маталарға қарағанда тиімдірек тарататыны. Өндірушілер осы материалдарды қабаттаудың жақсартылған әдістерін, мысалы, валокты компакциялау әдістерін жасап шықты, бұл қалыңдықтардың ауытқуларын 5% төменгі деңгейге дейін төмендетеді. Бұл бөлшектердің өндіріс кезінде біркелкірек әрекет етуін және құрылымы күрделі пішіндерге икемделіп жасалуын қамтамасыз етеді. Сол себепті көптеген кеме жасаушылар кеме корпусының қисық бөліктерін жасау кезінде CSM-ді қолдануды қалайтын болса, әуе қозғалтқыштарын жасаушыларға әлдеқайда қатаңырақ техникалық шарттар қажет болады. Икемділік пен дәлдіктің арасындағы тепе-теңдік теңіз қолданысы үшін жақсы жұмыс істейтін, бірақ әрқашан біркелкілікті талап етпейтін салаға тиімді болып табылады.
Кесілген талшық матасы (CSM) және тоқылған шыны мата композит өндірісте әртүрлі рөл атқарады, себебі олардың құрылымы әртүрлі. CSM 25-тен 50 мм дейінгі ұзындығы бар қысқа шыны талшықтарынан тұрады, олар кездейсоқ орналасып, шайыр ерітіндісімен байланыстырылады. Бұл оған жақсы икемділік береді және қалыңдықты тез құруға мүмкіндік береді, сондықтан кеме корпусы немесе көлік бөлшектері сияқты күрделі пішіндер үшін өте қолайлы. Созу беріктігі әдетте 100-ден 200 МПа-ға дейінгі аралықта болады. Тоқылған мата, басқа жағынан, тігінен және көлденең орналасқан үздіксіз талшықтардан тұрады, ол 300-ден 500 МПа-ға дейінгі созу қасиеттерін қамтамасыз етеді. Бұл материал өлшемді тұрақтылықты сақтайды және әдетте ұшақ жасауда кездесетін жазық беттер немесе жеңіл қисық бөлшектер үшін жақсы жарамды. CSM әдетте полиэфирлік немесе винилэфирлік шайырлармен жұбы жасауға бейім, ал тоқылған материалдар эпоксидті жүйелермен үйлесімді. Бағасы маңызды рөл атқарған жағдайда, шаршы метріне шамамен 3-5 АҚШ доллары тұратын CSM тоқылған материалдарға қарағанда өндірушіге шығынды 40% үнемдеуге көмектеседі.
CSM қолданбалары үшін құндылық тиімділігін қарастырғанда, полиэфирлі шайыр тез қату уақыты арқасында бюджеттік нұсқа ретінде ерекшеленеді және ашық қалыптау әдістерімен жақсы жұмыс істейді. Алайда кемшілігі неде? Ол кернеуге төт алмайды, әдетте 25-35 МПа аралығындағы созу беріктігін көрсетеді және жарықшақ түзуге бейім, бұл оның тиімді қолданылатын аясын шектейді. Өнімділік баспалдағын жоғарылатқан сайын, винилэстер шайыры химиялық әсерлерге төзімділігін 30 пайызға арттырады және 104,7 МПа-ға дейінгі бүгілу беріктігіне жетеді. Бұл оны қайықтар мен қатты химикаттарға ұшырайтын аймақтар үшін жақсы таңдауға айналдырады. Ең жоғарғы деңгейде эпоксидті шайыр тұр, ол 328 МПа созу беріктігін қамтамасыз етіп, басқа нұсқалармен салыстырғанда суды 45% аз сіңіреді. Бірақ бұл шайырдың құрамы қалың болғандықтан, өндірушілер материал бойынша жақсы жабылуын қамтамасыз ету үшін вакуумды шектеу жүйелері немесе компрессиялық қалыптар сияқты арнайы жабдықтарды қажет етеді.
Қаттылық пен салмақ тиімділігі үшін шайыр мен шыны талшығының дұрыс қатынасына қол жеткізу өте маңызды. Көлем бойынша оңтайлы диапазон 2: 1 - 3: 1 шамасында шамадан тыс шайыр жиналмаусыз толық ылғалдандыруды қамтамасыз етеді.
| Резин түрі | Ең жақсы қатынас | Созылу күші (Мпа) | Бос орынды азайту |
|---|---|---|---|
| Полиэстер | 2,5:1 | 28–35 | Орташа |
| Винил Эстер | 2.2:1 | 3842 | Жогары |
| Эпоксидтік | 1,8-ден 1-ге | 7585 | Еңбекшіл |
Төмен тұтқырланған аймақтар әлсіз, талшықты аймақтар жасайды, ал артық тұтқырлау салмақты арттырады және соққыға төзімділікті 1822% -ға азайтады (Сербан 2024).
Қолдану кезінде тезек роликтермен шайыр біртіндеп шығарылса, қосылыстағы ауаның қатты түтілмеуіне болады, сондықтан сапалы қабаттамалардағы көпіршіктер 2% дейін төмендейді. Артқы роликпен түсіру әдісі жай жағумен салыстырғанда ылғалдандыру нәтижесін арттырады, шамамен 40% жақсартады, ал бұл қатты эпоксидтермен жұмыс істеу кезінде өте маңызды. Үлкен аумақтарды қамтитын жобалар үшін әрбір қабатты бірінің артына бірі түсіру CSM қабаттары арасында құрғақ дақтардың пайда болуын болдырмауға және қабаттаманың жалпы қалыңдығын шамамен жарты миллиметр шегінде тұрақты етіп ұстайды. Көптеген шығарушылар 20-ден 25 градус Цельсий аралығындағы қату температурасын қолдануды мақсат етеді, өйткені бұл аралық толық көлденең байланысты қамтамасыз етіп, термиялық кернеуді болдырмайды, бұл материалдардың нақты жағдайларда қаншалықты ұзақ қызмет етуіне әсер ететін фактор.
Шыны талшықты қиындылар матасы (CSM) жеңіл салмақты, коррозияға тұрақты композитті қажет ететін өнеркәсіп салаларындағы негізгі материал болып табылады. Оның изотроптық беріктігі мен пішінделуі кеме жасау, автомобиль өнеркәсібі, құрылыс және жаңартылатын энергетика салаларындағы күрделі геометриялар үшін идеалды болып табылады.
Кеме корпусын, палубаны және теңізде тұрақты түрде әртүрлі динамикалық күштер мен тұзды су әсеріне төт алған қиындық көп қабатты қабырғаларды бекіту кезінде кеме салушылар КСМ-ге жүгінеді. Автокөлік өнеркәсібі де осы технологияны қабылдады, ал конструкция материалдарын есік панельдерінде, капоттарда және күртектің төменгі бөлігіндегі қорғанышта пайдаланады. Бұл материал дәстүрлі болат бөлшектерге қарағанда көлік салмағын шамамен 40% азайта алады, бұл отынның тиімді пайдаланылуына үлкен әсер етеді. Қарапайым құрылыс жобалары үшін КСМ өзінің өте жоғары созу беріктігі мен өртке төт алғыштығына байланысты жабын жүйелерінде, өндірістік құбырларда және алдын ала жасалған модульдік блоктарда өте жақсы нәтиже көрсетеді. Сонымен қатар, жел элетр станцияларын естімеу керек, өйткені осы үлкен жел қозғалтқыштарының жұмысы КСМ-ге тәуелді, себебі олардың тұрақты тербелістер мен кернеулерден кейбір жылдардан кейін бұзылмауын қамтамасыз ететін нәрсеге қажеттілік туындайды. Бүгінгі таңда көптеген заманауи турбиналар екі онжылдықтан астам қызмет ету үшін жобаланған.
Композит материалдармен жұмыс істеген кезде ең жақсы нәтижелерді алу үшін әдетте CSM мата түрлерін және тоқылған түрлерін шамамен 2:1 қатынасында араластыру қажет. Алдымен CSM-нің екі қабатын қолданыңыз, материал бойынша шайырды біркелкі таратуға көмектесу үшін, сосын белгілі бір бағытта қосымша беріктік алу үшін жоғарыдан бір тоқылған қабат қосыңыз. Вакуумдық пакеттеу техникасын қолданған кезде, кәсіби мамандар әдетте талшық пен шайыр арасында 95-тен 100 пайызға дейінгі қатынасты қамтамасыз ететінін айтады, бұл ауа қапшықтарының пайда болуын азайтады. Қисық немесе күрделі пішіндер үшін әрбір рет сайын мата үстіне шамамен бір дюймнен жылжытып беттестіруді көрсетеді. Бұл артық материал жиналған аумақтарды болдырмауға және бетінде түйіршіктер мен қырлардың орнына қарапайым өтпелерді жасауға көмектеседі.
Шайырдың артық мөлшері композитпен жұмыс істеген кезде талшықтардың бір-біріне дұрыс жабысуына кедергі келтіретін ортақ қателердің бірі болып табылады. Осы проблеманы болдырмау үшін шайырды бірден емес, біртіндеп түсіру керек. Алдымен матаның 70% қанығуын жасап, артық шайырдың тамшылап түсіп кетуі үшін шамамен бес минут күтіңіз, сосын ылғалдандыру процесін аяқтаңыз. Көптеген адамдар бетіне бірқалыпты домалтатындықтан құрғақ дақтар пайда болады. Шайырды талшықтардың тереңіне жеткізу үшін ылғи 45 градус бұрышпен арнайы тісті домалатқыштарды пайдаланыңыз. Үлкен жобалармен жұмыс істегенде алдын ала CSM материалды кішігірім бөлшектерге кесіп қойсаңыз, барлығын дұрыс орналастырып ұстап, бүкіл әрекет барысын жеңілдетуге болады.
Шыны талшықты кесілген матрица негізінен кеме құрылысы, автомобиль өнеркәсібі, құрылыс және қайта өңделетін энергетика сияқты салаларда өзінің үздік беріктігі мен пішінделуінен келіп қолданылады.
CSM-дің икемділігі, қалыңдықты жылдам құру мүмкіндігі және құнының төмендігі сияқты себептерге байланысты қолданылады. Ол күрделі пішіндерді алу үшін ыңғайлы және тоқылған материалдармен салыстырғанда жиі қол жетімді болып табылады.
Ұзын талшықтар созу беріктігін арттырады, бірақ икемділікті төмендетеді. Кездейсоқ бағыттау кернеуді біркелкі таратуға көмектеседі, сонымен қатар соққыға төзімділікті арттырады.
Полиэфирлік, винилэфирлік және эпоксидті шайырлар CSM-мен қолданылады, әрқайсысы қолдануына байланысты әртүрлі деңгейдегі құндық тиімділік пен өнімділік көрсетеді.
Кернеу және тұз булануы, УҚ сәуле және температура өзгерістеріне ұзақ уақыт бойы әсер еткен кезде де өз қасиеттерін жақсы сақтайтын СМҚ өте жоғары тұрақтылық көрсетеді.
Қызықты жаңалықтар2025-03-25
2025-03-25
2025-03-25
Тегін сән © 2025 бойынша Шандонг Ронды Композит Материалс Ко., Лтд. — Құпиялық саясаты
EN
