Kā LCF PPS var izlauzties?
Speciālās inženierplastmasas arēnā, ja PEEK ir kroņa dārgakmens, tad LCF PPS (ar oglekļa šķiedru pastiprinātu polifenilēna sulfīdu) ir smagi bruņotais kaujas aizsargs. Tās nozīme ir novērst vienu no visneatliekamākajām pretrunām mūsdienu augstākās klases ražošanā: kā panākt gan "ārkārtīgi vieglu", gan "augstu strukturālo stingrību" ārkārtīgi augstā temperatūrā un korozīvā vidē.
Kāpēc mums ir vajadzīgas "garās" oglekļa šķiedras?
Projektējot jauna enerģijas transportlīdzekļa siltuma pārvaldības moduli vai bezpilota lidaparāta fizelāžas rāmi, inženieri bieži saskaras ar dilemmu materiālu izvēlē: metāli ir pārāk smagi un tiem ir vāja izturība pret koroziju, savukārt parastās īsšķiedras -plastmasas ir vieglas, taču tās ir pakļautas noguruma lūzumiem augstas{1}}frekvences triecienizturības rezultātā.
LCF PPS parādīšanās nav tikai veiktspējas kombinācija; drīzāk tas atspoguļo darbības režīma fundamentālu pārveidi.
Mehāniskajā kvalitatīvajā pārmaiņā no "izvilkšanas" uz "lauzšanu"Mikroskopiskā spēka līmenī īsās oglekļa šķiedras (SCF) ir kā grants betonā. Ja tiek pakļauts pārmērīgam spēkam, šķiedras mēdz izvilkt no matricas, kā rezultātā rodas trausls lūzums. Lai gan LCF (garās oglekļa šķiedras) komponentā saglabā garumu, kas pārsniedz 5 mm, tās vairs nav neatkarīgas vienības, bet savstarpēji savienojas, veidojot ietvartīklu.
Anti-reoloģiskā "laika-apstāšanās tehnika"Metālu nogurums, plastmasas šļūde. Taču ilgstošas -slodzes virs 120 grādiem LCF PPS plastmasas granulas demonstrē pārsteidzošu izmēru stabilitāti. Garās oglekļa šķiedras ir kā neskaitāmas sīkas "cīpslas", kas stingri turas pie PPS molekulārajām ķēdēm un laika gaitā kavē to plastisko deformāciju.
Ražošanas procesa "punkts{0}}līdz-punktam".
Infiltrācijas māksla: pultrūzijas process
Atšķirībā no parastās modificētās plastmasas "dubultskrūvju sajaukšanas", LCF PPS plastmasas granulām ir jāizmanto kausējuma infiltrācijas pultrūzijas tehnoloģija.
Izaicinājumi:PPS kausējuma plūstamība ir ārkārtīgi jutīga pret temperatūru, un oglekļa šķiedras saišķis (Tow) sastāv no tūkstošiem atsevišķu pavedienu, kas ir ļoti blīvs.
Tehniskais kodols:Jāprojektē īpašas infiltrācijas sprauslas. Ļoti īsā laika periodā augstas -viskozitātes PPS ir ar spēku jāiespiež katrā atsevišķā kvēldiega, lai iegūtu vienu -pavedienu pārklājumu. Ja infiltrācija ir nepilnīga, starp šķiedrām būs spraugas, un pēc formēšanas starpslāņa bīdes izturība ievērojami samazināsies.
Iesmidzināšanas formēšanas kompromiss: cīņa par garuma saglabāšanu
Labas granulas ir tikai pusfabrikāti, un galīgā veiktspēja ir atkarīga no iesmidzināšanas formēšanas procesa. Šī bija ārkārtēja un kvalitatīva{1}}operācija:
Skrūvju izvēle:Ir jāatsakās no parastajām skrūvēm ar augstu{0}}bīdi un jāizvēlas īpašas skrūves ar zemu saspiešanas pakāpi un dziļām rievām. Kausējums ir jāstumj uz priekšu "saudzīgi".
Plūsmas kanāla dizains:Jebkuri taisnleņķa līkumi-vai adatas-smailes ir garu šķiedru "pārraušanas mašīnas". Veidnes konstrukcijai ir jāievēro princips "liela sprausla, pilna šķērsgriezuma -plūsma", maksimāli samazinot šķiedru mehānisko nobīdi.
LCF PPS: pielietojums kaujas laukā
LCF PPS pielietojuma loģika ir ļoti skaidra: tā parādās tikai vietās, kur parastā inženierplastika "nevar izdzīvot".
1. aina: ķīmiskās korozijas "mirusī zona".
Tipisks gadījums: elektroniskais sūkņa lāpstiņritenis un korpuss automobiļu siltuma vadības sistēmā.
Loģika: mūsdienīgam dzesēšanas šķidrumam ir ārkārtīgi spēcīga caurlaidība augstās temperatūrās. Neilons (PA) absorbē ūdeni, izraisot izmēru izplešanos un lāpstiņriteņa iestrēgšanu; metāliem ir nepieciešami dārgi pretkorozijas pārklājumi. PPS pēc būtības ir izturīgs pret hidrolīzi, un skābju-bāze apvienojumā ar augsto LCF stingrību ir kļuvusi par absolūtu līderi šajā jomā.
2. aina: "Neredzamais vairogs" pret elektromagnētiskiem traucējumiem
Tipisks gadījums: milimetru{0}}viļņu radara kronšteini, IGBT moduļu korpusi.
Loģika: oglekļa šķiedra pēc savas būtības ir labs vadītājs. LCF PPS, vienlaikus nodrošinot strukturālu atbalstu, dabiski veido vadošu tīklu, efektīvi aizsargājot elektromagnētiskos traucējumus (EMI). Salīdzinot ar "plastmasa + vadošs pārklājums" vai "metāla štancēšanas daļas", tas nodrošina struktūras un funkcijas kombināciju, ievērojami samazinot sistēmas izmaksas.
Pārbaudot LCF PPS savienojumu sveķus, mums nevajadzētu tos uzskatīt tikai par "stiprāku plastmasu". Materiālzinātnes jomā tas ir solis uz priekšu bionikas virzienā -, kas atdarina kaulu (garu šķiedru) un muskuļu (sveķu) sinerģiju.
Apstrādes rūpniecībai LCF PPS plastmasas granulu vērtība nav daļiņu kilograma cenā, bet gan sistemātiskajās izmaksu samazināšanas iespējās, ko tās sniedz dizaineriem, piemēram, "tērauda aizstāšana ar plastmasu, komponentu integrēšana un otrreizējās apstrādes izslēgšana". Līdz ar otrreizējās pārstrādes oglekļa šķiedras tehnoloģijas briedumu nākotnē LCF PPS kompozīts veidos jaunu rūpniecisko sistēmu plašākā jomā, sākot no plaša patēriņa elektronikas līdz rūpniecībai zema augstuma{1}}.
Sazinieties ar materiālu ekspertu
