რატომ ხდება ნახშირბადის ბოჭკოვანი სულ უფრო პოპულარული საავტომობილო ინდუსტრიაში?

ნახშირბადის ბოჭკოვანი (CF) არის ახალი ტიპის ბოჭკოვანი მასალა მაღალი სიმტკიცით და 95%-ზე მეტი ნახშირბადის შემცველობის მაღალი მოდულით. იგი შედგება ფიფქის გრაფიტის მიკროკრისტალების და სხვა ორგანული ბოჭკოებისგან, რომლებიც დაწყობილია ბოჭკოს ღერძული მიმართულებით და მიიღება მიკროკრისტალური მელნის მასალების კარბონიზაციისა და გრაფიტიზაციით. ნახშირბადის ბოჭკოვანი არის ახალი მასალა შესანიშნავი მექანიკური თვისებებით. მისი პროპორცია ფოლადის 1/4-ზე ნაკლებია. ნახშირბადის ბოჭკოვანი ფისოვანი კომპოზიტის დაჭიმვის სიძლიერე ზოგადად აღემატება 3500Mpa, რაც 7-9-ჯერ აღემატება ფოლადს. მაგრამ ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალა მხოლოდ ბოჭკოვანი ღერძის მიმართულების გასწვრივ აჩვენებს ძალიან მაღალ სიმტკიცეს, მისი დარტყმის წინააღმდეგობა ცუდია და ადვილად ზიანდება, ამიტომ სტრუქტურული კომპონენტების წარმოება ხშირად იყენებს მის ელასტიურ უპირატესობას და თავიდან აიცილებს გვერდითი დარტყმის ნაწილს.

მოკლებოჭკოვანი ნახშირბადის ბოჭკოდან გრძელბოჭკოვანი ნახშირბადის ბოჭკომდე აკადემიური კვლევის შედეგად, ტექნოლოგია და პროდუქტები, რომლებიც იყენებენ ნახშირბადის ბოჭკოებს გათბობის მასალების დასამზადებლად, თანდათან შემოვიდა სამხედრო და სამოქალაქო სფეროებში. საავტომობილო ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საავტომობილო წამყვანი ლილვები, ფირფიტის ზამბარები, ჩარჩოები და სამუხრუჭე ბალიშები. ამჟამად, ფოლადის მასალები შეადგენს მანქანის სხეულის წონის დაახლოებით 3/4-ს. თუ მანქანის ყველა ფოლადის ნაწილი შეიცვლება ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციური მასალებით, მანქანის ძარის წონა შემცირდება 300 კგ-ით, საწვავის ეფექტურობა გაუმჯობესდება 36%-ით და ნახშირორჟანგის გამონაბოლქვი შემცირდება 17%-ით.

1. მანქანის კორპუსის და შასის გამოყენება, რადგან ნახშირბადის ბოჭკოებით გამაგრებული პოლიმერული მატრიცის კომპოზიტურ მასალას აქვს საკმარისი სიმტკიცე და სიმტკიცე, ეს არის ყველაზე მსუბუქი მასალა ძირითადი სტრუქტურული ნაწილების დასამზადებლად, როგორიცაა მანქანის ძარაები და შასი. სავარაუდოა, რომ ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიციური მასალის გამოყენებამ შეიძლება შეამციროს ავტომობილის კორპუსის და შასის მასა 40%-60%-ით, რაც უდრის ფოლადის კონსტრუქციის მასის 1/3 ~ 1/6-ს. ჩვეულებრივი სარბოლო მანქანის კორპუსი და ნაწილობრივ მოდიფიცირებული მანქანის კორპუსი ამ მიზნისთვისაა, ვიზუალური ეფექტები კი შესანიშნავი და ძალიან მაგარია.

2. სამუხრუჭე ხუნდების გამოყენება, ნახშირბადის ბოჭკოვანი ასევე გამოიყენება სამუხრუჭე ბალიშებზე მისი გარემოს დაცვისა და ცვეთისადმი მდგრადი მახასიათებლების გამო, მაგრამ ნახშირბადის ბოჭკოვანი კომპოზიტური მასალების შემცველი პროდუქტები მაღალია, ამიტომ ამ ტიპის სამუხრუჭე ხუნდები ძირითადად გამოიყენება მაღალი კლასის მანქანები. ნახშირბადის ბოჭკოვანი სამუხრუჭე დისკები ფართოდ გამოიყენება სარბოლო მანქანებში, როგორიცაა F1 მანქანები. მას შეუძლია შეამციროს მანქანის სიჩქარე 300 კმ/სთ-დან 50 კმ/სთ-მდე 50 მ მანძილზე, რა დროსაც სამუხრუჭე დისკის ტემპერატურა 900 ℃-მდე აიწევს და სამუხრუჭე დისკი წითლდება, რადგან ის შთანთქავს უამრავ სითბოს ენერგიას. ნახშირბადის ბოჭკოვანი სამუხრუჭე დისკები უძლებს ტემპერატურას 2 500 ° C-მდე და უზრუნველყოფს შესანიშნავი დამუხრუჭების სტაბილურობას.

3, ბორბლების კერის გამოყენებამ, ბორბლების კერის მწარმოებელმა ექსპერტებმა გერმანიაში წამოიწყეს ბორბლების სერია, მიიღეს 2 ცალი დიზაინი, გარე რგოლი დამზადებულია ნახშირბადის ბოჭკოვანი მასალისგან, ხოლო შიდა კერა არის მსუბუქი შენადნობი, უჟანგავი ფოლადის ხრახნებით, შედარებით ბორბლის მასის საერთო ზომა დაახლოებით 40%-ით დაბალია. მაგალითად, 20 დიუმიანი კერა იწონის 6 კგ-ს, ხოლო ტიპიური კერა იწონის დაახლოებით 18 კგ-ს. RX-X ტიპის მოწინავე ავტომობილის სპეციალური ბორბალი, რომელიც დამზადებულია ბრიტანული კამის მიერ CFRP-ის გამოყენებით, აქვს მხოლოდ 6 კგ მასა, რომელსაც შეუძლია იმოძრაოს მაღალი სიჩქარით და შეამციროს ბორბლის რადიალური ინერციის ძალა. DYMAG-ის მიერ შემუშავებული დიდ ბრიტანეთში, მსოფლიოში ყველაზე მსუბუქი ნახშირბადის ბოჭკოვანი/მაგნიუმის ბორბალი შედგება ორი ნაწილისაგან, ნახშირბადის ბოჭკოვანი ბორბლის ბადე და მაგნიუმის სამუხრუჭე დისკი, რომელიც დაკავშირებულია სპეციალური ტიტანით მოოქროვილი აპარატურით.

4, საავტომობილო წამყვანი ლილვის ძალის გამოყენება უფრო რთულია, განსაკუთრებით უნდა ატაროს დიდი ბრუნვის მომენტი, რაც სრულად ითვალისწინებს ნახშირბადის ბოჭკოებით გამაგრებული კომპოზიციური მასალის ანიზოტროპიას, მაღალ სიმტკიცეს და შედარებით დაბალი მახასიათებლების მოდულს, რითაც გამოიყენება ნახშირბადის ბოჭკო. გაძლიერებული კომპოზიტური გადამცემი ლილვი ლითონის პროდუქტების შესაცვლელად, დააკმაყოფილოს გამოყენების მოთხოვნა. ნახშირბადის ბოჭკოვანი წამყვანი ლილვი არა მხოლოდ ამცირებს წონას 60%-ით, არამედ აქვს უკეთესი დაღლილობის წინააღმდეგობა და გამძლეობა.

სანამ ნახშირბადის ბოჭკოების გამოყენება ავტომობილში მიიღწევა ავტომობილის მსუბუქი წონის მისაღწევად და ავტომობილის ხისტი მოთხოვნილების დაკმაყოფილებაზე, მას შეუძლია დააკმაყოფილოს არა მხოლოდ ენერგიის დაზოგვისა და გამონაბოლქვის შემცირების გლობალური მოთხოვნა, არამედ დააკმაყოფილოს საწვავის დაზოგვის პრობლემაც. დაკავშირებული Volkswagen-თან.

#CFRP #carbonfiberplate #carbonfiberplate #carbonfiber