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碳纖維制品制作材料-碳纖維預(yù)浸布

文章出處:網(wǎng)絡(luò)責(zé)任編輯:編輯人氣:發(fā)表時(shí)間:2018-08-07【


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  預(yù)浸布的制作
 
  碳(C)纖維預(yù)浸布是由連續(xù)長(zhǎng)纖及未熟化 (uncured) 的樹脂(Resin)中所構(gòu)成,是目前最常用來制作高性能復(fù)合材料(Material)的原材形式。碳纖維生產(chǎn)具有許多優(yōu)良性能,碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高,密度低、比性能高,無蠕變,非氧化環(huán)境下耐超高溫,耐疲勞性好,比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間,熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性,耐腐蝕性好,X射線透過性好。良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、電磁屏蔽性好等。預(yù)浸布是由一系列的纖維束含浸樹脂所構(gòu)成。纖維束首先拼成所需之包含比重及寬度,然后經(jīng)纖維架將纖維均勻的分開,同時(shí)樹脂加熱后涂佈在上下離型紙上。將纖維及涂佈樹脂的上下離型紙同時(shí)導(dǎo)入滾輪中,纖維位于上下離型紙之間,借由滾輪的壓力將樹脂均勻的散佈于纖維之間。纖維含浸樹脂后,即經(jīng)過冷卻(cooling)或烘乾,經(jīng)捲取器捲取成捲軸狀,由上下離型紙所包圍的樹脂含浸纖維稱為碳纖維預(yù)浸布。捲取的預(yù)浸布需置于控制(control)的溫度濕度環(huán)境下膠化至部份反應(yīng)的階段,此時(shí)樹脂呈固體狀稱為B-stage。

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  一般在制作碳(C)纖維預(yù)浸布時(shí),樹脂(Resin)採(cǎi)用兩種型式,一為直接將樹脂加熱,以降低(reduce)其黏度(viscosity),便于均勻(jūn yún)散佈于纖維之間,稱為熱熔膠法。另一為將樹脂熔于熔劑中來降低黏度,代待樹脂含浸纖維后再加熱使熔劑揮發(fā),稱為熔劑法。熱熔膠法的製程,樹脂包含比重控制(control)容易,可省略烘干的步驟,且無殘存的熔劑,但樹脂黏度比較高,含浸纖維編織(to braid)物時(shí)易造成纖維變形。溶劑(性狀:透明,無色的液體)法投資(意義:是未來收益的累積)成本低,制程簡(jiǎn)變,但是熔劑的使用易殘存于預(yù)浸布中,影響(influence)最終復(fù)合材料(Material)的強(qiáng)度(strength),而且造成環(huán)境感染的問題。
 
  碳(C)纖維預(yù)浸布的種類有單向碳纖維預(yù)浸布及編織(to braid)碳纖維預(yù)浸布,單向碳纖維預(yù)浸布在纖維方向有最大的強(qiáng)度(strength),通常用于有不同方向組合的疊層板,而編織碳纖維預(yù)浸布具有不同的編織方式方法,其強(qiáng)度在兩個(gè)方向約相等,可應(yīng)用于不同的結(jié)構(gòu)物。 123456
 
  預(yù)浸布的儲(chǔ)存
 
  碳(C)纖維預(yù)浸布的樹脂(Resin)處于部份反應(yīng)的階段,在室溫的環(huán)境會(huì)繼續(xù)反應(yīng)而固化。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維生產(chǎn)傳統(tǒng)的玻璃纖維相比,楊氏模量是其3倍多;它與凱夫拉纖維相比,楊氏模量是其2倍左右,在有機(jī)溶劑、酸、堿中不溶不脹,耐蝕性突出。通常需儲(chǔ)存于低溫的環(huán)境。碳纖維預(yù)浸布在室溫所能儲(chǔ)存的時(shí)間稱為儲(chǔ)存周期,一般如無低溫儲(chǔ)存的設(shè)備(shèbèi),預(yù)浸布的制作量必須控制(control)在儲(chǔ)存周期內(nèi)可以使用完畢為原則。
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