Композитни материјали на бази смоле ојачани карбонским влакнима нашироко се користе у неколико индустрија као што су ваздухопловна технологија, кућни скутери и електроника високе технологије због своје мале тежине, велике радне чврстоће и јаке отпорности на корозију. Због изузетних перформанси производа у влажним и високим температурама, високим температурама и умереној контроли уговора, овај чланак ће уздужно проучавати промене радних перформанси и механизма композитних материјала ојачаних угљеничним влакнима у тешким окружењима са неконтролисаним влажним температурама и комбиновати анализирају се они са специфичним Експерименталним садржајем и случајевима примене.
Окружење са неконтролисаном влажношћу и температуром има већи утицај на перформансе и механизам композитних материјала од угљеничних влакана. Са механичке тачке гледишта, топло окружење старења ће проузроковати оштећење интерфејса између смоле и влакна. Микроскопски, смола и влакна ће бити раздвојени. Овај интерфејс Одвајање ће довести до смањења укупних перформанси композитног материјала, чиме ће утицати на механичка својства. Са макро перспективе, механичка својства композитних материјала ће бити значајно смањена, што представља претњу по безбедност целокупне структуре.
Влажна термална окружења такође могу узроковати деградацију перформанси:
Затезна чврстоћа: Затезна чврстоћа композитних материјала се смањује, посебно у условима високе влажности и температуре; Интерламинарна чврстоћа на смицање: Уништавање међуслојне површине између смоле и влакна доводи до смањења међуламинарне смичне чврстоће композитних материјала; Модул: Модул затезања Запремина је благо опала.
У документу „Упоредна студија о својствима старења на влагу и топлоту различитих типова композитних материјала ојачаних влакнима“, једносмерни композити од угљеничних влакана (ЦФРП), композити од стаклених влакана (ГФРП) и композити од ланених влакана (ФРП) са садржајем угљеничних влакана од 60%6 је спроведено. Урађено је испитивање старења топлотом, а експеримент је показао да се након старења у врућој и влажној средини, затезна чврстоћа и међуслојна смична чврстоћа композитних материјала од стаклених влакана значајно смањују, а модул затезања незнатно смањује. Након сушења, затезна својства су се опоравила, али је међуламинарну чврстоћу на смицање било тешко зацелити. Може се видети да је деградација перформанси, као што је хидролиза стаклених влакана и одвајање интерфејса, која се јавља током процеса старења композитних материјала од стаклених влакана, неповратна промена.
Композити од ланених влакана ће се пластифицирати након упијања воде, а затезна чврстоћа ће се незнатно повећати, док ће модул затезања и међуслојна смична чврстоћа остати стабилни након оштрог смањења. Након сушења, затезна чврстоћа се не може обновити или чак значајно опада, док се затезни модул и међуслојна чврстоћа на смицање значајно повећавају. Овај феномен је уско повезан са променама као што су пластификација влаге, експанзија и деградација влакана и матрице.
Композити од угљеничних влакана се разликују од два горе поменута материјала. Како се време старења повећава, затезна својства композита од угљеничних влакана остају скоро непромењена, али се међуламинарна чврстоћа на смицање благо смањује. Након сушења, својства затезања и смицања међуслојних слојева враћају се у првобитно стање. Може се видети да чак и ако је композитни материјал од угљеничних влакана погођен током процеса старења у влажном и врућем окружењу, он ће се вратити у свој првобитни облик након сушења и има добру отпорност на влагу и топлоту.
Иако композитни материјали од угљеничних влакана имају бољу отпорност на влагу и топлоту, и даље су потребна специфична прилагођавања производа у стварним производним апликацијама како би се осигурала боља примена производа. У извештају „Истраживање перформанси топлих делова домаћих ЦЦФ30 карбонских влакана и ЦЦ[300/ЕХ503Р3 композитних материјала“, спроведена је студија о старењу специфичних композитних материјала на бази карбонских влакана у топлим и влажним срединама. Студија је показала следеће: ЦЦФ300/ЕХ503Р3 композитни материјали су тестирани у 1,000-условима на собној температури. У околини, 90% морфологије затезног лома показује оштећење матрице, а угљенично влакно нема очигледан лом. Површина мрежастог влакна је омотана великом количином смоле, што показује да карбонска влакна и смола имају јака својства међуфазног везивања. У окружењу од 93 степена/сувом тесту, дошло је до мале количине цепања смоле и благог одвајања угљеничних влакана. После третмана у влажном топлотном окружењу, услед повећања температуре испитног окружења, појавио се мали број пукотина дуж осе влакана, а количина смоле омотане на површини влакна се смањила. Одвајање се повећава, а сила везивања између влакана и смоле слаби. Међутим, на температури од 132 степена/мокрим тестом, угљенична влакна и смола и даље могу бити чврсто комбиновани, што показује да композитни материјал ЦЦФ300/ЕХ503Р3 има одличне перформансе интерфејса и отпорност на влагу и топлоту.
Укратко, на основу стварних производа и претходног искуства у производњи, можемо дизајнирати план дизајна производа за композитне материјале од угљеничних влакана на циљани начин, измерити захтеве перформанси у складу са условима примене производа и даље почети од матрице смоле, модела прекурсора од угљеничних влакана , шема модификације, процес обликовања, итд., како би се одредио разумни план дизајна како би се осигурале његове стварне перформансе примене. Управо ово је основна логика Кине да прво погледа цртеже производа, а затим разуме захтеве за примену производа, а затим да план дизајна касније.
Уз континуирани напредак у области материјала, влажне и топлотне перформансе композитних материјала од угљеничних влакана могу се додатно побољшати модификацијом интерфејса и побољшањем перформанси прекурсора, а композитни деривати угљеничних влакана ће такође играти незаменљиву и важну улогу у више области. .
