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简体中文 Los compuestos CFRP son materiales ligeros y resistentes que se utilizan ampliamente en la fabricación de una amplia gama de productos utilizados en nuestra vida diaria.
¿Qué son los compuestos de fibra de carbono (CFRP)?
Un material compuesto reforzado con fibra de carbono, denominado material compuesto de fibra de carbono, se refiere a un material compuesto reforzado con fibra que utiliza fibra de carbono como componente estructural principal. Cabe señalar que la "P" en el compuesto CFRP puede representar no solo "polímero" sino también "plástico".
En general, las resinas termoendurecibles como las resinas epoxi, los poliésteres o los ésteres vinílicos se utilizan a menudo en los compuestos de CFRP. Aunque las resinas termoplásticas también se utilizan en compuestos CFRP, los "compuestos termoplásticos reforzados con fibra de carbono" a menudo se denominan compuestos CFRTP, que representan el acrónimo del nombre en inglés Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Composites.
Cuando se trata de materiales compuestos, es importante comprender una terminología y abreviatura específicas del material. Sin embargo, lo que es más importante, es importante comprender las propiedades de los compuestos de FRP y sus diversos materiales de refuerzo, como la fibra de carbono.
Ventajas de los compuestos de fibra de carbono.
Los compuestos reforzados con fibra de carbono, a diferencia de otros compuestos FRP que usan fibras tradicionales como fibra de vidrio o fibras de aramida, las excelentes propiedades de los compuestos CFRP incluyen:
Ligero
Los compuestos tradicionales reforzados con fibra de vidrio usan fibras de vidrio continuas en una cantidad de 70% (peso de vidrio / peso total) y típicamente 0.065 libras por pulgada cúbica.
Alta resistencia
Los compuestos de CFRP, a pesar de su peso ligero, tienen mayor resistencia y mayor dureza por unidad de peso de compuesto de CFRP que los compuestos de fibra de vidrio.
Esta ventaja es aún más pronunciada en comparación con los materiales metálicos.
Por ejemplo, la experiencia nos dice que los materiales CFRP pesan solo 1/5 de acero en condiciones de igual resistencia en comparación con el acero.
Imagine por qué todos los fabricantes de automóviles están investigando el uso de fibra de carbono en lugar de acero para mejorar su rendimiento.
Cuando los compuestos de CFRP se comparan con el aluminio, uno de los metales más ligeros, según el supuesto básico, la resistencia del material de aluminio es aproximadamente 1,5 veces el peso del cuerpo de fibra de carbono.
Por supuesto, hay muchas otras variables en el experimento que pueden afectar los resultados de la comparación. Por ejemplo, el grado y la calidad de los materiales son diferentes, y el proceso de composición, el proceso de producción, la estructura de la fibra y la calidad también deben tenerse en cuenta.
Desventajas de los compuestos de fibra de carbono.
Alto costo
A pesar del excelente rendimiento de los compuestos de CFRP, ¿por qué las fibras de carbono no se usan ampliamente en la producción de productos?
En la actualidad, el costo de producción de los materiales compuestos de CFRP es demasiado alto. De acuerdo con las condiciones actuales del mercado (oferta y demanda), el tipo de fibra de carbono (aeroespacial versus grado comercial), el tamaño del haz de fibras es diferente y también se evalúa el precio de la fibra.
El precio por libra de materia prima de fibra de carbono puede variar de 5 a 25 veces el precio de la fibra de vidrio. En comparación con el acero, el alto costo de los materiales CFRP es aún más prominente.
Conductividad
Esto se puede utilizar como una ventaja en los compuestos de fibra de carbono y como un inconveniente en aplicaciones prácticas. Las fibras de carbono son extremadamente conductoras, mientras que las fibras de vidrio están aisladas. Muchos productos usan fibra de vidrio en lugar de fibra de carbono o metal porque requieren un aislamiento estricto.
En la producción de servicios públicos, muchos productos requieren el uso de fibra de vidrio. Por ejemplo, la producción de escaleras utiliza fibra de vidrio como escalera porque la posibilidad de descarga eléctrica se reduce mucho cuando la escalera de fibra de vidrio está en contacto con la línea de alimentación.
La escalera de fibra de carbono es extremadamente conductiva y las consecuencias son inimaginables.
A pesar del alto costo de los compuestos de fibra de carbono, con el avance de la tecnología, cada vez hay más productos de alta eficiencia a la vuelta de la esquina.
Quizás en el transcurso de la vida, podamos presenciar la amplia gama de aplicaciones de productos de fibra de carbono de alto rendimiento en el mercado de consumo, la producción industrial y la fabricación de automóviles.
