碳纤维预浸料有哪些种类?
碳纤维材料做成的产品在工业行业比较普遍,民用领域在体育行业较为普遍。不过可能很少有人见过碳纤维产品的加工过程,其实是由一种名叫“碳纤维预浸料”的中间体材料做出来的。碳纤维预浸料是什么?它又是怎么生产出来的呢?
碳纤维预浸料是怎么生产出来的?
碳纤维预浸料其实是碳纤维丝和基体材料融合产生的复合材料,因为碳纤维本身很软很脆,需要编织成丝,然后再依靠基体材料稳固外形,才能做出结实耐用的碳纤维产品。那碳纤维预浸料是怎么从无到有的呢?来了解一下吧。
1、碳纤维织物的制造:碳纤维织物通常由数千根单独的碳纤维编织或编织在一起,形成坚固、柔韧的织物。
2、用树脂浸渍织物:碳纤维织物通过液态树脂浴,通常是热固性树脂,如环氧树脂。树脂被吸收到织物的纤维中,使材料完全浸透。
3、加热固化:浸渍后,通过将织物加热到特定温度使树脂部分固化。该步骤产生了一种部分固化的“预浸料”材料,它仍然是柔韧的,但具有一定程度的刚度。
4、切割和包装:将部分固化的半固化片材料切割成特定的形状和尺寸,然后包装储存或运输。
碳纤维预浸料有哪些种类?
碳纤维预浸料制作难度并不低,但是它的性能非常出色,即便是过程复杂,也会批量制备碳纤维预浸料出来。碳纤维预浸料并不是唯一性的,会根据碳纤维丝和基体材料的不同而有不同类。以树脂基体材料为例,以模量为基础,就可以分出多个不同类型。
1、标准模量(SM)预浸料:这是最常见的碳纤维预浸料类型,拉伸模量(刚度)约为227GPa。它的应用范围很广,从航空航天和汽车到体育用品。
2、中间模量(IM)预浸料:这种类型的预浸料比SM预浸料具有更高的刚度,模量约为290GPa。它用于需要更大刚度的应用,例如高性能运动设备。
3、高模量(HM)预浸料:这种类型的预浸料比IM预浸料具有更高的刚度,模量约为380GPa。它用于需要最大刚度的应用,例如航空航天结构和赛车部件。
4、超高模量(UHM)预浸料:这是可用的最高刚度预浸料,模量约为480GPa。它用于需要尽可能高刚度的应用,例如空间结构。
5、增韧预浸料:此类预浸料包含可提高其韧性和抗冲击性的添加剂,使其更适合用于存在损坏或冲击风险的应用。
6、阻燃预浸料:这种类型的预浸料包含可提高其耐火性的添加剂,使其适用于关注防火安全的应用。
这还只是分类中的一部分,树脂可分为热固性和热塑性,碳纤维也有高强度和高模量之分,因此碳纤维预浸料的种类还是比较多的。客户需要先明确碳纤维产品的性能需求,再考虑选择对应性能的碳纤维预浸料来制作。
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