SAKAI OVEX là một công ty Nhật Bản chuyên nghiên cứu và phát triển công nghệ (trải) sợi mở sợi carbon và sản xuất sản phẩm. Ngay từ khoảng năm 2010, công ty đã hợp tác với Toho Tennax (nay là Teijin) của Nhật Bản để phát triển các sản phẩm sợi carbon siêu nhẹ, nhẹ bằng một nửa so với các sản phẩm sợi carbon mỏng nhất sau khi xử lý sợi carbon mở.
Bài viết này trước tiên giới thiệu các đặc tính tuyệt vời của vật liệu sợi carbon, sau đó tập trung vào các đặc tính của công nghệ sợi carbon mở, cũng như mô tả các ưu điểm về hiệu suất của vật liệu composite sợi carbon và cuối cùng là kết hợp với SAKAI OVEX sợi sợi mở sợi carbon hiện tại của công ty ở dạng sản phẩm chính được mô tả ngắn gọn.
01, đặc tính tuyệt vời của sợi carbon
Sợi carbon không chỉ nhẹ, bền, chống ăn mòn và các đặc tính khác mà còn có tính dẫn điện, chịu nhiệt, ổn định kích thước và ổn định hóa học tuyệt vời.
Tính chất cơ/động:
Trọng lượng riêng nhỏ (1,7 đến 2.0) và nhẹ hơn kim loại, v.v.
Mô đun đàn hồi cao (200 đến 650 GPa) và độ cứng cao.
Cường độ cao (3000MPa đến 7000MPa).
Giảm rung tuyệt vời.
Vật liệu dị hướng, cho phép thiết kế kết cấu phù hợp cho mục đích sử dụng.
Tính chất nhiệt:
Khả năng chịu nhiệt tuyệt vời trong môi trường trơ.
Hệ số giãn nở nhiệt nhỏ và ổn định kích thước tốt.
Có tính dẫn nhiệt.
Tính chất điện từ:
Với khả năng che chắn sóng điện từ.
Tính thấm tốt với tia X.
Tính chất hóa học: kháng hóa chất tuyệt vời.
Tính chất điện: có độ dẫn điện nhất định.
02, công nghệ sợi carbon mở và ưu điểm
Công nghệ sợi hở: hay còn gọi là công nghệ trải sợi, đó là việc kéo sợi carbon ở phạm vi rộng và mỏng đều để tạo ra công nghệ sợi sợi hở. Sợi carbon là một bó gồm hàng nghìn đến hàng chục nghìn sợi có tiết diện tròn hoặc hơi phẳng. Sau khi bung ra, hàng nghìn đến hàng chục nghìn sợi tơ trải dài theo chiều rộng với mặt cắt ngang dẹt. Hình bên dưới thể hiện mặt cắt ngang bên trong của sợi carbon trước và sau khi trải rộng.
Vải sử dụng sợi sợi hở sợi carbon có những ưu điểm chính sau:
Tạo ra lớp mỏng, giảm góc uốn và cải thiện tính chất cơ học
a), sự phân tán nhựa đồng đều do độ uốn nhỏ
Hình dưới đây so sánh sơ đồ cấu trúc của các tấm cán mỏng được xử lý bằng vải sợi carbon trước và sau khi mở sợi carbon, trong đó phía bên trái hiển thị sơ đồ cấu trúc trước khi mở sợi carbon và phần giàu nhựa phân bổ không đều trong các tấm cán mỏng sử dụng vải sợi carbon thông thường (3K). Và trong tấm gỗ làm từ vải sợi hở sợi carbon ở bên phải, nhựa và sợi carbon được phân tán đồng đều, và các tính chất cơ học được cải thiện.
b) Cải thiện độ thẳng của sợi carbon để phát huy tính năng của sợi đến mức giới hạn.
Kéo sợi carbon không xử lý sợi mở sẽ dày hơn, bề mặt lõm và lồi hơn, do kéo sợi bị uốn cong nên độ bền giảm, khả năng ngâm tẩm nhựa kém và dễ bong tróc giữa các lớp (như hình trong hình bên trái sau đây). Sau khi xử lý sợi hở, sợi carbon bên trong mỏng, nhẹ, độ lõm và độ lồi giảm không đều, góc dệt nhỏ. Nó có đặc tính ngâm tẩm nhựa tuyệt vời và không dễ bong tróc giữa các lớp, do đó có giá trị đặc tính vật lý cao như đặc tính mỏi (như thể hiện trong hình bên phải bên dưới). Vì vậy, sau khi xử lý sợi hở, sợi cầu nguyện sẽ nhỏ hơn và có thể làm giảm sự tập trung căng thẳng.
c), sẽ không tạo ra hiện tượng bong tróc giữa các lớp do các vết nứt ngang.
Vật liệu nhiều lớp làm từ sợi carbon truyền thống và các loại vải của nó dễ bị nứt ngang và tách lớp giữa các lớp (như minh họa trong hình bên trái bên dưới); Sau khi xử lý sợi hở, các tấm cán mỏng được chuẩn bị bằng vải trải sợi carbon sẽ ít bị nứt ngang và bong tróc giữa các lớp (như minh họa trong hình bên phải bên dưới), giúp cải thiện độ bền mỏi.
Cải thiện độ bền kéo, uốn và cắt giữa các lớp của tấm CFRP bằng cách sử dụng vải dệt mở bằng sợi carbon
03,Sản phẩm sợi mở sợi carbon thông thường
3.1 Sợi sợi hở sợi carbon
Sau khi xử lý sợi hở, các sợi carbon loại PAN có thông số kỹ thuật 12K-48K có thể là sợi mở liên tục đến chiều rộng 2-40mm và tùy theo loại sợi carbon, phạm vi chiều rộng sợi mở là cũng khác nhau.
Sợi sợi mở bằng sợi carbon.
3.2 Vải sợi hở sợi carbon
Sợi carbon sau khi mở sợi có thể được sử dụng để dệt kim dọc, dệt kim ngang và các loại vải khác, tạo thành cấu trúc mỏng hơn so với các loại vải dệt bằng sợi carbon trước đây, khả năng định dạng (ngâm nhựa) và các tính chất vật lý được cải thiện.
Dệt sợi carbon trước và sau khi mở sợi
3.3 Prereg sợi mở sợi carbon
Tùy thuộc vào ứng dụng, có thể xử lý nhiều loại vật liệu trung gian khác nhau như prepreg/semi-preg và loại nhựa ngâm tẩm có thể được thay đổi, chẳng hạn như nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa nhiệt dẻo.
Prereg: Vật liệu cơ bản cho khuôn đúc CFRP (Nhựa gia cố sợi cacbon) được làm bằng cách ngâm tẩm sợi sợi cacbon hở hoặc vải sợi hở với nhựa nhiệt rắn hoặc nhựa nhiệt dẻo. Vì nó được tẩm nhựa nên nó có thể được sử dụng để đúc ép nóng trong thời gian ngắn.
Bán ngâm tẩm: Vật liệu nền đúc CFRTP (Nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi carbon) được tạo ra bằng cách ép một màng nhựa nhiệt dẻo lên sợi sợi hở hoặc vải sợi hở. Do tính linh hoạt của nó, nó là vật liệu có khả năng tạo khuôn cao và có thể được đúc thành CFRTP bằng cách ép nóng.
Được dịch bằng www.DeepL.com/Translator (phiên bản miễn phí)
