Увод у својства пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала.
Многи људи се можда још увек сећају чланка који су некада проучавали о рушењу моста у граду Анжеу у Француској због војника који унисоно марширају и изазивају резонанцију. У чланку се помиње термин из физике који се зове "резонанца". Резонанција је физички феномен где систем вибрира са већом амплитудом на одређеним фреквенцијама и таласним дужинама у поређењу са другим фреквенцијама и таласним дужинама. У индустријској производњи постоји и термин који се назива „механичка резонанца“, који се односи на значајно повећање амплитуде вибрација у механичком систему када је спољашња фреквенција блиска природној фреквенцији система. Када дође до механичке резонанце, то може утицати на унутрашње компоненте машине, потенцијално смањујући тачност опреме, повећавајући оштећење од замора и доводећи до негативних ефеката на наредне производне процесе. У тешким случајевима може оштетити саму опрему или чак изазвати несреће у производњи.
Да би се супротставили негативним ефектима механичке резонанце, техничари могу изабрати да уметну или уграде материјале са добрим својствима пригушења у механичку опрему, или се одлуче за производњу саме опреме користећи материјале са добрим својствима пригушења. Пригушење се односи на физичку појаву у којој је осцилирајући систем или вибрациони систем инхибиран да расипа енергију током времена, са циљем ублажавања ефеката вибрација. Материјали матрикса смоле су сами по себи добри материјали за пригушивање, а пошто композитни материјали од угљеничних влакана у великој мери користе матрице смоле, они такође поседују пристојне карактеристике пригушења. Међутим, због њихове одличне снаге и предности модула, карактеристике пригушења се често занемарују. Данас ћемо представити неке од тренутно популарних термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала како бисмо истражили да ли су њихова својства пригушења изванреднија.
Увод у својства пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала:
Однос пригушења: Однос пригушења је показатељ способности материјала да расипа енергију, обично изражен у облику односа. Однос пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала се обично креће од {{0}}.01 до 0.1, са специфичним вредностима у зависности од садржаја влакана и оријентације.
Утицај температуре: На перформансе пригушења термопластичног ЦФ/ПЕЕК утиче температура. Близу температуре стакластог прелаза (Тг), перформансе пригушења се могу значајно променити, често показујући боље способности апсорпције енергије у условима високе температуре.
Зависност од фреквенције: Својства пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала варирају у зависности од учесталости примењених оптерећења. На ниским фреквенцијама, материјал може показати добре ефекте пригушења, док се перформансе могу смањити на вишим фреквенцијама.
Како побољшати својства пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала:
1.Оптимизујте оријентацију и распоред влакана:Коришћење тканих тканина или хибридних метода за оптимизацију оријентације и распореда влакана може побољшати расподелу напрезања и повећати својства пригушења.
2. Подесите садржај влакана:Подешавање запреминског удела влакана без угрожавања механичких перформанси и проналажење одговарајућег односа може ефикасно побољшати својства пригушења.
3. Адитиви и модификатори:Укључивање средстава за пригушивање или модификатора (као што су гумене честице или вискоеластични материјали) у термопластични матрикс може побољшати апсорпцију енергије и побољшати перформансе пригушења.
4. Користите технике наношења слојева:Имплементација вишеслојне структуре са различитим материјалима, као што је комбиновање слојева са различитим карактеристикама крутости и пригушења, може побољшати укупну дисипацију енергије.
5. Површински третман:Примена површинских третмана или премаза за побољшање везе између влакана и матрице може побољшати пренос енергије и својства пригушења кроз бољу адхезију.
6. Избор техника обраде:Експериментисање са различитим методама обраде као што су бризгање, компресијско обликовање или 3Д штампа може утицати на оријентацију и дистрибуцију влакана, чиме утиче на перформансе пригушења.
7.Оптимизација производних температура:Дизајнирање композитних материјала за специфичне температурне опсеге и разумевање вискоеластичног понашања материјала на различитим температурама може максимизирати перформансе пригушења.
8. Мешање са другим композитним материјалима:Комбиновањем угљеничних влакана са другим врстама влакана (као што су стаклена или природна влакна) за стварање хибридних композитних материјала могу се увести додатне карактеристике пригушења уз одржавање чврстоће.
9. Уградња наноматеријала:Укључивање нано-пунила (као што су угљеничне наноцеви, графен) у матрицу може побољшати механичке перформансе и обезбедити додатне путеве за дисипацију енергије, чиме се побољшавају својства пригушења.
Својства пригушења термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала нису јединствена. Термопластичне смоле као што су полиамид (ПА) и полипропилен (ПП) такође могу пружити добре ефекте пригушења, а одлични ефекти апсорпције енергије су корисни за побољшање безбедности. Важан правац примене термопластичних ЦФ/ПЕЕК композитних материјала је у производњи аутомобила. Додатак термопластичних композита од угљеничних влакана побољшава ефекте апсорпције енергије, директно повећавајући безбедност путника у возилу. Ово је такође важан разлог зашто врхунски модели у индустрији нових енергетских возила, као што су ВМ Мотор У9, Хозон Ауто ССР и Ксиаоми СУ7 Ултра, укључују композитне материјале од угљеничних влакана.
