الیاف اف ار پی کربنی CFRP
الیاف کربنی برای اولین بار در سال 1879 توسط ادیسون به‌عنوان رشته‌ای با مقاومت بسیار بالا در ایجاد روشنایی استفاده شد و پا به عرصه علم گذاشت اما در سال 1960 بود که الیاف کربنی اف ار پی CFRP به عنوان تولیدی موفق برای اهداف نظامی و ساخت هواپیماهای جنگنده مورد استفاده قرار گرفت.
هم‌اکنون آمریکا با بیش از 60 درصد مصرف سالانه الیاف اف ار پی را در دست دارد و بیشترین مصرف کننده این الیاف می‌باشد و بعد از آن ژاپن با 50 درصد مصرف سالانه در رده دوم قرار دارد.
بزرگ‌ترین تولیدکننده الیاف کربنی در دنیا کشور ژاپن است همچنین این کشور بزرگ‌ترین تولیدکننده الیاف کربنی بر پایه قیر می باشد.
الیاف اف ار پی کربنی CFRP چیست؟
فیبر کربن الیافی است که از حرارت دیدن مواد آلی که قسمت عمده ای از آن کربن است و تحت محیط گازهای بی اثر تولید می شود.
در مجموع به الیافی کربنی می‌گویند که 90 درصد آن از کربن ساخته شده باشد. این الیاف مشکی رنگ، غیر حلال در آب و بدون بو بوده و در برابر مواد خورنده مثل اسیدها، بازها و مواد عالی مقاومت بسیار بالایی را دارا است.
الیاف کربنی در دو جهت ساخته می شوند: تک جهته که در آن فیبر کربن موازی با راستای صفر درجه و دو جهته که در آن فیبر کربن به‌صورت دو راستای صفر و عمود بر آن (۹۰ درجه) قرار گرفته‌اند.
الیاف کربنی از چه چیزی ساخته شده‌اند :
- الیاف کربنی ساخته شده از پلی اکریل نیتریل(PAN)
- الیاف کربنی ساخته شده از قیر
- الیاف کربنی ساخته‌شده از گیاهان یا سلولوزی
الیاف ساخته‌شده از پلی اکریل نیتریل (PAN) الیافی مصنوعی است که مقاومتی بسیار بالا دارد اما از لحاظ قیمت مقرون‌به‌صرفه نیست چون هزینه‌ی زیادی در تولید آن ایجاد می‌شود .این الیاف از مدول بالایی برخوردار است و نسبت به الیاف کربنی ساخته شده از قیر تغییر طولی کمتری دارد.
الیاف اف ار پی کربنی بر پایه قیر از تقطیر زغال‌سنگ ساخته می شودکه نسبت به الیاف مصنوعی ارزان‌تر است اما مقاومت کمی دارد و از مدول پایین تری برخوردار است.
مراحل و نحوه‌ی ساخت الیاف کربنی از مواد پلی اکریل نیتریل :
- ریسش یا SPRING :
در این مرحله پلی اکریل نیتریل ها را به‌صورت رشته درمی‌آورند سپس آن را در دستگاه ریسش به فیبر تبدیل می‌کنند.
- اکسیداسیون :
بعد از مرحله ریسش، فیبرها حدود 2 ساعت در معرض هوا و گازهای مناسب تحت دمای 200 الی 300 درجه سانتی گراد قرار گرفته و تثبیت می‌شوند.
- کربونیزاسیون :
در مرحله کربونیزاسیون فیبر های کربنی باید در محیطی راکد و در حضور گاز نیتروژن، در درجه حرارت ۱۰۰۰ تا ۱۷۰۰ قرار گیرند. با گذشتن از این مرحله خواص فیبرها از جمله مدول کششی ۲۰۰_۳۰۰ گیگاپاسکال، مقاومت فشاری ۳ گیگاپاسکال و مدول برشی نیز ۱۵ گیگاپاسکال افزایش پیدا خواهد کرد.
- گرافیتاسیون :
و در مرحله آخر فیبرهایی که دارای مدول کششی بالایی هستند در کوره های مخصوص در محیطی راکد تحت درجه حرارت ۲۵۰۰_۳۰۰۰ قرار می‌گیرند. خواص فیبر ها از جمله مدول کششی ۵۰۰_۶۰۰ گیگاپاسکال، مقاومت فشاری ۱۶ گیگاپاسکال و مدول برشی نیز ۱۰ گیگاپاسکال خواهد شد.با گذشتن از این مرحله قطر آلی اف ار پی کربن به ۵ الی ۷ میکرون می رسد.
مراحل ساخته شدن الیاف کربنی بر پایه قیر:
مهم‌ترین منبع مورداستفاده در ساخت الیاف کربنی بر پایه قیر، پلی وینیل کلراید، آسفالت و قطران زغال‌سنگ است. از مزایای این الیاف نسبت به الیاف مصنوعی ارزان بودن آن و بازده بالای آن است.
نوع بافت الیاف CFRP
از مهم ترین و پرکاربردترین دستاوردهای بشر تولید الیاف و پارچه های کربنی بوده است. پارچه های کربنی از الیاف کربنی بافته می شود که ضریب آلاستیسه بهتری نسبت به پارچه های کولار و فایبر گلاس دارد.
پارچه های کربنی در 3 جهت بافته می شوند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارد.
- بافت ساده (plain) :
رایج ترین و ساده ترین نوع پارچه کربنی بافت ساده می باشد که نخ های تارو پود یکی در میان به صورت رو و زیر قرار گرفته اند.
این نوع پارچه بافتی متقارن دارد و ثبات ابعادی خوبی را دارا است.
- بافت کجراه (Twill) :
در سطح این پارچه راه های اریبی دیده می شود این نوع بافت در اثر پیشروی مرحله‌ای نخ‌های تار به وجود می‌آید. کاربرد این بافت بیشتر در ساخت سطوح منحنی کامپوزینتی است چون انعطاف‌پذیری بالاتری نسبت به بافت Plain دارد.
- بافت تک جهته (UD) :
به پارچه ای گفته می شود که 90 درصد الیاف آن در یک جهت بافته شده باشد. همچنین اینجا از نخی ترموپلاست و قابل ذوب در جهت دیگر استفاده می‌شود تا در اثر حرارت و نرم شدگی و اتصال به نخ‌های کربن، آن‌ها را در موقعیت خود تثبیت نماید.
انواع الیاف اف ار پی کربنیCFRP براساس حرارت عبارت‌اند از :
- الیاف MH دمای عملیات حرارتی بالاتر از ۲۰۰۰ درجه سلسیوس
- الیاف SH دمای حدود ۱۵۰۰ درجه سلسیوس
- الیاف TH دمای کمتر از ۱۰۰۰ درجه سلسیوس
مزایای الیاف کربنی :
- این الیاف از مصالح ساختمانی همچون فولاد قوی تر هستند ولی وزن آن‌ها 70 درصد از فولاد سبک‌تر است.
- مقاومت آن در برابر مواد اسیدی و شیمیایی بالا است.
- رسانای برق هستند.
- ظرفیت باربری آن زیاد است و نسبت به اشعه ایکس نفوذ ناپذیر است.
- این الیاف به دلیل وزن کم جایگزین مناسبی به جای آلومینیوم در صنعت هواپیما سازی است.
- بالا بودن ضریب الاستیک و پایین بودن ضریب انبساط گرمایی
- تغییر طول آن بسیار پایین است در حدود 1/0 درصد
- به دلیل انعطاف پذیر بودن قابلیت بافته شدن و تبدیل به پارچه را دارند.
- استفاده از الیاف کربنی در سطوح منحنی مانند ستون های دایره ای به دلیل انعطاف پذیری زیاد آن
مقایسه ی الیاف اف ار پی را نسبت به سایر مصالح ساختمانی در جدول زیر مشاهده می کنید:
| ویژگی | FRP | استیل | چوب | بتن |
|---|---|---|---|---|
| قدرت انبساط | 170 تا 270 | 450 | Low | 2 تا 5 |
| قدرت شکل گیری | 205 تا 270 | 450 | 80 | 3 تا 5 |
| تراکم | 1/550 | 7/500 | 200 تا 1400 | 2/200 |
| رسانایی حرارتی | 0/57 | 46/55 | 0.04 تا 0.15 | 0/8 |
کاربرد الیاف کربنی CFRP در صنایع هوافضا :
- به دلیل سبکی و دوام بالاتر نسبت به آلومینیوم در بسیاری از مواقع جایگزین آلومینیوم گردیده است.
- استفاده از این الیاف در ارتش به دلیل وزن پایین آن در ساخت هواپیما و هلیکوپتر، به طوریکه قطعه ای از الیاف کربن حدود یک سوم یک قطعه ی فولادی وزن دارد.
چرا از الیاف اف ار پی کربنی CFRP استفاده می کنیم:
- تغییر کاربری سازه
- مقاوم سازی لرزه‌ای طبق الزامات آیین‌نامه‌های موجود
- ترمیم آسیب های سازه ای ناشی از تصادفات و شرایط محیطی
- وجود داشتن اشتباه در طراحی و نقشه اولیه سازه
معایب الیاف اف ار پی کربنی CFRP :
- قیمت نسبتاً بالای الیاف کربنی
- پایین بودن نسبت ضربه ای الیاف کربنی در برابر ضربه دیدن
- کرنش در شکست
- به دلیل رسانا بودن کربن و رسانا بودن این الیاف باعث ایجاد اتصال کوتاه در قطعات غیر عایق می شود.
- به دلیل تغییر طول محدود جزء الیاف ترد محسوب می شوند.
شرایط نگهداری و انبار الیاف اف ار پی کربنی CFRP :
این الیاف باید در محیطی خشک بین دمای ۴ تا ۴۰ درجه سانتی گراد و دور از تابش نور خورشید نگهداری شود.
قیمت الیاف اف ار پی کربنی CFRP
الیاف اف ار پی به دلیل تازگی در صنعت ساختمان سازی و تولید انحصاری آن در بعضی از کشورها، قیمت الیاف اف ار پی کربنی CFRP را تحت تاثیر قرار داده و نسبتا گران است.
اما مزایای بسیار آن نسبت به سایر مصالح ساختمانی، تسریع در انجام مقاوم سازی با الیاف کربنی، سبکی و … باعث شده تا تقاضا برای این محصول بسیار بالا باشد.
برای دریافت مشاوره و قیمت محصولات اف ار پی به فروشگاه اینترنتی ما به آردس tiksaze.com مراجعه فرمایید.
خرید الیاف اف ار پی کربنی CFRP
فروشگاه اینترنتی تیک سازه با ورود الیاف اف ار پی به ایران بر آن شد تا با گروه متخصص خود اقدام به اجرای الیاف اف ار پی کنند. این کار به تخصص های لازم در زمینه خود نیاز دارد که گروه متخصص تیک سازه با فراگیری تمامی مراحل اجرای آن اقدام به گرفتن پروژه های بزرگ اف ار پی نموده است.
همچنین فروشگاه تیک سازه برای رفاه حال مشتریان خود اقدام به فروش انواع الیاف اف ار پی در فروشگاه خود نموده است.برای خرید الیاف اف ار پی کربنی CFRP با ما تماس بگیرید. 09213818348
نمایندگی فروش الیاف اف ار پی CFRP
فروشگاه تیک سازه همواره سعی داشه تا بهترین محصولات موجود در فروشگاه اینترنتی خود را به صورت اورجینال و با کمترین قیمت موجود در بازار به خریداران ارائه دهد. الیاف اف ار پی که محصولی پر فروش در ایران می باشد باعث شده تا متقلبان نمونه های فیک و تقلبی را با قیمت های غیر واقعی روانه بازار کنند.
از این رو فروشگاه تیک سازه با در دست داشتن نمایندگی فروش الیاف اف ار پی CFRP بهترین و اصلی ترین ترین این الیاف را در اختیار عزیزان قرار می دهد.
مطمئن از ما خرید کنید. Tiksaze.com _ 09213818348