مركبات CFRP هي مواد خفيفة الوزن وقوية تستخدم على نطاق واسع في تصنيع مجموعة واسعة من المنتجات المستخدمة في حياتنا اليومية.

ما هي مركبات ألياف الكربون (CFRP)؟

تشير المواد المركبة المدعمة بألياف الكربون ، والتي يشار إليها كمواد مركبة من ألياف الكربون ، إلى مادة مركبة معززة بالألياف باستخدام ألياف الكربون كمكون هيكلي رئيسي. وتجدر الإشارة إلى أن "P" في مركب CFRP قد لا يمثل فقط "بوليمر" ولكن أيضًا "بلاستيك".
بشكل عام ، غالبًا ما تستخدم راتنجات بالحرارة مثل راتنجات الايبوكسي ، والبوليستر ، أو استرات الفينيل في مركبات CFRP. على الرغم من أن راتنجات البلاستيك الحراري تستخدم أيضًا في مركبات CFRP ، فإن "مركبات البلاستيك الحراري المقوى بألياف الكربون" غالبًا ما يُشار إليها على أنها مركبات CFRTP ، والتي تمثل الاختصار للاسم الإنجليزي مركبات الكربون الحراري المقوى بالحرارة.
عند التعامل مع المواد المركبة ، من المهم فهم المصطلحات والاختصارات الخاصة بالمادة. والأهم من ذلك ، من المهم فهم خصائص مركبات FRP ومواد التعزيز المختلفة ، مثل ألياف الكربون.

مزايا مركبات ألياف الكربون

المركبات المدعمة بألياف الكربون ، على عكس مركبات FRP الأخرى التي تستخدم الألياف التقليدية مثل الألياف الزجاجية أو ألياف الأراميد ، فإن الخصائص الممتازة لمركبات CFRP تشمل:

وزن خفيف

تستخدم المركبات المقواة بالألياف الزجاجية التقليدية الألياف الزجاجية المستمرة بمبلغ 70% (وزن الزجاج / الوزن الإجمالي) وعادة ما تكون 0.065 رطل لكل بوصة مكعبة.

قوة عالية

تحتوي مركبات CFRP ، على الرغم من وزنها الخفيف ، على قوة أعلى وصلابة أكبر لكل وحدة وزن من مركب CFRP من مركبات الألياف الزجاجية.
هذه الميزة أكثر وضوحًا عند مقارنتها بالمواد المعدنية.

على سبيل المثال ، تخبرنا التجربة أن مواد CFRP تزن فقط 1/5 من الفولاذ في ظروف متساوية القوة مقارنة بالفولاذ.

تخيل لماذا يبحث جميع مصنعي السيارات عن استخدام ألياف الكربون بدلاً من الفولاذ لتحسين أدائهم.
عند مقارنة مركبات CFRP بالألمنيوم ، وهو أحد أخف المعادن ، وفقًا للافتراض الأساسي ، فإن قوة مادة الألمنيوم تبلغ حوالي 1.5 ضعف وزن جسم ألياف الكربون.

مركبات من ألياف الكربون المستخدمة في السيارة

بالطبع ، هناك العديد من المتغيرات الأخرى في التجربة التي قد تؤثر على نتائج المقارنة. على سبيل المثال ، تختلف درجة ونوعية المواد ، ويجب أيضًا مراعاة عملية التركيب وعملية الإنتاج وهيكل الألياف والجودة.

مساوئ مركبات ألياف الكربون

التكلفة العالية

على الرغم من الأداء الممتاز لمركبات CFRP ، فلماذا لا تُستخدم ألياف الكربون على نطاق واسع في إنتاج المنتجات؟
في الوقت الحاضر ، تكلفة إنتاج المواد المركبة CFRP مرتفعة للغاية. وفقًا لظروف السوق الحالية (العرض والطلب) ، فإن نوع ألياف الكربون (الفضاء مقابل الدرجة التجارية) ، يختلف حجم حزمة الألياف ، ويتم الحكم على سعر الألياف أيضًا.

يمكن أن يختلف سعر رطل المادة الخام من ألياف الكربون من 5 إلى 25 ضعفًا سعر الألياف الزجاجية. بالمقارنة مع الفولاذ ، فإن التكلفة العالية لمواد CFRP أكثر بروزًا.

التوصيل

يمكن استخدام ذلك كميزة في مركبات ألياف الكربون وكمعيق في التطبيقات العملية. ألياف الكربون موصلة للغاية ، بينما الألياف الزجاجية معزولة. تستخدم العديد من المنتجات الألياف الزجاجية بدلاً من ألياف الكربون أو المعدن لأنها تتطلب عزلًا صارمًا.
في إنتاج المرافق ، تتطلب العديد من المنتجات استخدام الألياف الزجاجية. على سبيل المثال ، يستخدم إنتاج السلالم الألياف الزجاجية كسلم لأن إمكانية حدوث صدمة كهربائية تقل كثيرًا عندما يكون سلم الألياف الزجاجية على اتصال بخط الكهرباء.

سلم ألياف الكربون موصل للغاية والنتائج لا يمكن تصورها.

على الرغم من التكلفة العالية لمركبات ألياف الكربون ، مع تقدم التكنولوجيا ، فإن المزيد والمزيد من المنتجات عالية الكفاءة على الأبواب.
ربما في العمر ، سنكون قادرين على مشاهدة مجموعة واسعة من تطبيقات منتجات ألياف الكربون عالية الأداء في السوق الاستهلاكية ، والإنتاج الصناعي ، وتصنيع السيارات.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

arالعربية