碳纤维预浸料如何提升性能上限?
碳纤维是什么?相信不少人听过它的名字,但是在生活中却几乎没有见过它的应用案例。碳纤维自身比较柔软,无法保持稳固的形态,会与树脂、橡胶、陶瓷、金属等基体材料组合,经过技术加工,制成不同性能特点的碳纤维制品。目前市场中使用较多的碳纤维复合材料为树脂基,会将复合材料先制成预浸料的形态,再进行后续的加工处理,来了解一下吧。
碳纤维预浸料常温下会固化吗?
碳纤维预浸料是树脂基体充分浸润碳纤维丝束之后形成的中间体复合材料,自身处于半固化的状态,可以进行裁剪、铺层和固化加工,随着不同的设计需求,可以制成外形各异的碳纤维制品。
碳纤维预浸料是本身也比较柔软,未使用时需要保存在低温的环境中,所以很多碳纤维预浸料厂家或碳纤维制品厂家会有专门的冷库对此进行存储。而在使用时,碳纤维预浸料会铺层放入各种模具中,然后连同模具置入热压设备中固化成型,固化往往需要一定的温度和压力,温度经常控制在120~180℃左右。
碳纤维预浸料的固化过程并不是绝对的,温度和压力是利于固化的2种因素,有助于提高预浸料固化后的整体性能。日本东丽等企业推出了一些在常温状态下就能固化的碳纤维预浸料,但是固化时间通常会比较长一些,整体性能会稍微低一些。
碳纤维预浸料如何提升性能上限?
碳纤维预浸料自身,以及固化的过程把控,这些都是影响碳纤维制品性能的关键因素。如果从碳纤维预浸料自身出发,该如何进行改善,才能将性能上限进一步提升起来呢?下面的这些方法是比较可靠的方向。
1、优化树脂体系:树脂的选择会对碳纤维预浸料的性能产生重大影响,通过选择专为高性能设计的树脂,例如增韧环氧树脂,或性能更好的热塑性树脂,这些都可以提高所得复合材料的强度、刚度和韧性。
2、控制纤维方向:预浸料中碳纤维的方向也会对其性能产生重大影响,通过仔细控制纤维的方向,可以最大限度地提高材料在特定方向上的强度和刚度。
3、增加碳纤维占比:可以优化预浸料中碳纤维的体积占比以提高其性能,在不影响固化和后续加工的基础上,优化碳纤维占比,可以起到一定的提升作用。
4、使用先进的制造技术:先进的碳纤维预浸料技术,例如自动纤维铺放(AFP)和树脂传递模塑成型(RTM),可用于创建高度优化的碳纤维复合材料结构,从而提高性能。
碳纤维预浸料本身的品级和后续的加工技术,都是全球碳纤维企业不断完善和提升的地方,只有从基础入手,才能真正的提高碳纤维材料和制品的性能上限,让碳纤维在更多的行业和领域中得到充分的应用。
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