Vật liệu composite sợi carbon tiền chế là vật liệu tổng hợp được tạo ra từ các vật liệu gia cường (sợi carbon, nhựa epoxy, giấy chống dính) thông qua các quy trình phủ, ép nóng, làm nguội, cán màng, cuộn và các quy trình khác. Vật liệu composite sợi carbon tiền chế là vật liệu tổng hợp hiệu suất cao, được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao như hàng không vũ trụ, ô tô, năng lượng gió và thiết bị thể thao.
Cấu trúc thành phần
Vật liệu gia cường: sợi carbon
Độ bền cao và mô đun đàn hồi cao: Sợi carbon có độ bền kéo và độ cứng rất cao, thường mạnh hơn thép từ 5-10 lần, nhưng nhẹ hơn nhiều.
Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời: Sản phẩm có thể duy trì hiệu suất ổn định trong môi trường nhiệt độ cao.
Khả năng chống ăn mòn: Nó không dễ bị ăn mòn bởi hóa chất. Khả năng chống ăn mòn: Nó không dễ bị ăn mòn bởi hóa chất.
Vật liệu nền: nhựa
Nhựa nhiệt rắn: Ví dụ, nhựa epoxy có khả năng chịu nhiệt và độ bám dính tốt.
Nhựa nhiệt dẻo: Ví dụ như PEEK hoặc PPS, có độ dẻo dai khi gia công và khả năng chống va đập cao hơn.
| Kiểu |
Sợi |
Dệt |
Khối lượng khô (g/m²) |
Hàm lượng nhựa (%) |
Tổng trọng lượng (g/m²) |
Độ dày (mm) |
Chiều rộng (mm) |
| cong vênh |
Sợi ngang |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
Đơn giản |
120 |
40 |
205 |
0,16 |
1000 |
| SH-CF1120 |
1K |
1K |
Vải chéo |
120 |
40 |
205 |
0,16 |
1000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
Đơn giản |
200 |
40 |
330 |
0,28 |
1000 |
| SH-CF3200 |
3K |
3K |
Vải chéo |
200 |
40 |
330 |
0,28 |
1000 |
| SH-CF3240 |
3K |
3K |
Vết bẩn |
240 |
40 |
405 |
0,30 |
1000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
Đơn giản |
320 |
40 |
530 |
0,40 |
1000 |
| SH-CF6320 |
6K |
6K |
Vải chéo |
320 |
40 |
530 |
0,40 |
1000 |
| SH-CF6400 |
6K |
6K |
Vết bẩn |
400 |
40 |
665 |
0,40 |
1000 |
SH-CF12400
|
12K |
12K |
Đơn giản |
400 |
40 |
670 |
0,50 |
1000 |
SH-CF12800
|
12K |
12K |
Vải chéo |
480 |
40 |
800 |
0,55 |
1000 |
Quy trình sản xuất
Lắp đặt sợi quang: Sắp xếp các sợi carbon theo một hướng nhất định (vải một chiều) hoặc đan xen vào nhau thành các loại vải (vải trơn, vải chéo, vải satin, v.v.).
Lớp phủ nhựa: Thoa đều một lượng chất nền nhựa thích hợp lên bề mặt vải sợi carbon.
Kiểm soát lượng keo: Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng nhựa thông qua thiết bị ép nóng hoặc thiết bị phủ, thường nằm trong khoảng 30%-50%.
Điều trị bán đông cứng: Vải prepreg được xử lý nhiệt trước khi nhựa được đóng rắn để tạo thành "giai đoạn B" (trạng thái bán đóng rắn) nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình đúc khuôn tiếp theo.
Phân loại chính
Theo nguyên liệu sợi carbon thô:
1. Vải sợi carbon gốc PAN (hơn 90% vải sợi carbon trên thị trường là loại vải sợi carbon này).
2. Vải sợi carbon gốc viscose.
3. Vải sợi carbon gốc nhựa đường.
Theo thông số kỹ thuật của sợi carbon:
Vải sợi carbon 1K.
Vải sợi carbon 3K.
Vải sợi carbon 6K.
Vải sợi carbon 12K.
Vải sợi carbon khổ lớn 24K trở lên.
Theo quá trình cacbon hóa sợi carbon:
1. Vải sợi carbon graphit hóa, có khả năng chịu được nhiệt độ cao từ 2000-3000 độ.
2. Vải sợi carbon, có khả năng chịu được nhiệt độ cao khoảng 1000 độ.
3. Vải sợi carbon đã được oxy hóa trước, có khả năng chịu được nhiệt độ cao từ 200-300 độ.
Theo phương pháp dệt:
1. Vật liệu prepreg khô.
2. Vật liệu composite ướt (wet prepreg)
3. Vật liệu composite tiền chế một chiều.
4. Băng keo Prepreg.
5. Không có vải lót hỗ trợ.
6. Có lớp vải lót hỗ trợ, v.v.
Đặc điểm hiệu suất
Nhẹ: Mật độ của nó chỉ bằng 1/5 so với thép, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi trọng lượng nhẹ.
Độ bền và độ cứng cao: Khả năng chịu tải tuyệt vời.
Khả năng chống mỏi tuyệt vời: Có khả năng chịu được tải trọng lặp đi lặp lại trong thời gian dài mà không bị hỏng.
Khả năng tạo hình tốt: Có thể tạo thành nhiều cấu trúc phức tạp khác nhau trong khuôn.
Hệ số giãn nở nhiệt thấp: Hiệu suất ổn định trong môi trường có sự chênh lệch nhiệt độ khắc nghiệt.
Các lĩnh vực ứng dụng
1. Hàng không vũ trụ: thân máy bay, bánh lái, vỏ động cơ tên lửa, bộ khuếch tán tên lửa, tấm pin mặt trời, v.v.
2. Thiết bị thể thao: các sản phẩm nhẹ và bền như phụ tùng ô tô, phụ tùng xe máy, cần câu cá, gậy bóng chày, ván trượt tuyết, thuyền máy, vợt cầu lông, giá đỡ xe đạp cao cấp, vợt tennis, ván trượt tuyết, v.v.
3. Ngành công nghiệp: các bộ phận động cơ, vật liệu gia cường kết cấu bê tông, cánh quạt, trục truyền động và các linh kiện điện.
4. Chữa cháy: thích hợp để sản xuất quần áo chống cháy đặc biệt cho quân đội, lực lượng cứu hỏa, nhà máy thép, v.v.
