ส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์ของคลัชบูสเตอร์จะเปลี่ยนรูปที่อุณหภูมิสูงหรือไม่?

วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์ได้กลายเป็นตัวแทนของวัสดุระดับสูงในสาขารถยนต์การบินและอวกาศ ฯลฯ เนื่องจากลักษณะที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูง เป็นองค์ประกอบสำคัญใน คลัทช์บูสเตอร์ ความเสถียรทางความร้อนของส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์ได้รับความสนใจอย่างมาก: วัสดุดังกล่าวจะทำให้เสียรูปและล้มเหลวภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงหรือไม่?

1. ข้อได้เปรียบโดยธรรมชาติและเกณฑ์อุณหภูมิของวัสดุคาร์บอนไฟเบอร์
คาร์บอนไฟเบอร์ทำจาก polyacrylonitrile (PAN) และสร้างโครงสร้างผลึกกราไฟท์หลังจากการรักษาด้วยคาร์บอนอุณหภูมิสูง ความต้านทานแรงดึงตามแนวแกนสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 5 เท่าของเหล็กกล้าในขณะที่ความหนาแน่นเพียง 1/4 ของเหล็ก อย่างไรก็ตามความเสถียรทางความร้อนขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเมทริกซ์เรซิน อุณหภูมิการเปลี่ยนกระจกเมทริกซ์อีพอกซีเมทริกซ์ทั่วไป (TG) อยู่ที่ประมาณ 120-180 ℃ เมื่ออุณหภูมิเกินกว่านี้เรซิ่นจะนิ่มลงและความแข็งของวัสดุจะลดลง
ส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ในบูสเตอร์คลัตช์มักจะใช้เรซินดัดแปลงอุณหภูมิสูง (เช่นบิสมมาตรหรือโพลีอิมด์) เพื่อเพิ่ม TG ให้สูงกว่า 250 ℃ ในเวลาเดียวกันอุณหภูมิการสลายตัวของความร้อนของคาร์บอนไฟเบอร์เองนั้นสูงถึง 3000 ℃ซึ่งหมายความว่าภายใต้สภาพการทำงานปกติ (อุณหภูมิระบบคลัตช์มักจะเป็น≤200℃) โครงสร้างวัสดุจะไม่เสียหายเป็นหลัก
2. การตรวจสอบประสิทธิภาพภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรง
เพื่อจำลองสภาพการทำงานจริงเราได้ทำการทดสอบความร้อนอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับส่วนประกอบคลัทช์บูสเตอร์คาร์บอนไฟเบอร์:
ผลกระทบอุณหภูมิสูงระยะสั้น: ในสภาพแวดล้อม 250 ℃เป็นเวลา 30 นาทีอัตราการเปลี่ยนแปลงขนาดส่วนประกอบคือ <0.05% ซึ่งต่ำกว่า 0.12% ของโลหะผสมอลูมิเนียม;
การทดสอบวัฏจักรความร้อน: หลังจาก 1,000 รอบจาก -40 ℃ถึง 200 ℃อัตราการเก็บรักษาแรงเฉือนของวัสดุ interlayer คือ> 92%;
การทดสอบโหลดแบบไดนามิก: การใช้แรงบิด 200N · M ที่ 180 ℃การเสียรูปของส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์เป็นเพียง 1/3 ของชิ้นส่วนเหล็กแบบดั้งเดิม
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าผ่านการปรับเปลี่ยนเมทริกซ์เรซิ่นและการเพิ่มประสิทธิภาพเลเยอร์ไฟเบอร์ (เช่น 0 °/90 ° orthogonal lamination) ความต้านทานการคืบของส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์ที่อุณหภูมิสูงดีกว่าวัสดุโลหะอย่างมาก ความลับคือการนำความร้อนสูงของคาร์บอนไฟเบอร์ (การนำความร้อนตามแนวแกนสูงถึง 800 W/m · K) สามารถกระจายจุดร้อนในท้องถิ่นได้อย่างรวดเร็วในขณะที่ความทนทานของบัฟเฟอร์เรซินความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อน
3. การอัพเกรดเทคโนโลยีแบ่งผ่านข้อ จำกัด ดั้งเดิม
สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่รุนแรง (เช่นกึ่งคลัทช์ของรถแข่งหรือสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงในทะเลทราย) คลัทช์บูสเตอร์ช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อนด้วยเทคโนโลยีสามประการ:
การเคลือบนาโน-เซรามิก: การพ่นสารเคลือบคอมโพสิต50μmal₂o₃-sic บนพื้นผิวของส่วนประกอบเพื่อเพิ่มขีด จำกัด อุณหภูมิส่วนบนของพื้นผิวเป็น 400 ℃;
การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ prepreg: การใช้เทคโนโลยี RTM (การถ่ายโอนเรซิ่นถ่ายต่อการขึ้นรูปสูง) เพื่อควบคุมความพรุนต่ำกว่า 0.3% และลดความเสี่ยงของการแยกส่วนต่อประสานที่อุณหภูมิสูง
การตรวจสอบอุณหภูมิอัจฉริยะ: เซ็นเซอร์ไฟเบอร์ออปติกแบบบูรณาการตรวจสอบอุณหภูมิส่วนประกอบในเวลาจริงและปรับกลยุทธ์การมีส่วนร่วมของคลัตช์โดยอัตโนมัติเมื่อเข้าใกล้ค่าวิกฤต