Os componentes da fibra de carbono deformarão deformar a embreagem em altas temperaturas?

Os materiais compósitos de fibra de carbono tornaram-se um representante de materiais de ponta nos campos de automóveis, aeroespacial etc. devido às suas características leves e de alta resistência. Como um componente -chave em Reforço da embreagem , a estabilidade térmica de seus componentes de fibra de carbono atraiu muita atenção: tais materiais se deformam e falharão em condições de alta temperatura?

1. As vantagens inerentes e o limiar de temperatura de materiais de fibra de carbono
A fibra de carbono é feita de poliacrilonitrila (PAN) e forma uma estrutura cristalina de grafite após tratamento de carbonização de alta temperatura. Sua resistência à tração axial pode atingir mais de 5 vezes a do aço, enquanto sua densidade é de apenas 1/4 do de aço. No entanto, sua estabilidade térmica depende do desempenho da matriz de resina. A temperatura de transição de vidro da matriz de resina epóxi comum (TG) é de cerca de 120-180 ℃. Quando essa temperatura for excedida, a resina suavizará e a rigidez do material diminuirá.
Os componentes de fibra de carbono usados ​​no reforço da embreagem geralmente usam resinas modificadas resistentes à alta temperatura (como bismalimida ou poliimida) para aumentar a TG para acima de 250 ℃. Ao mesmo tempo, a temperatura de decomposição térmica da própria fibra de carbono é de até 3000 ℃, o que significa que, em condições normais de trabalho (a temperatura do sistema de embreagem é geralmente ≤200 ℃), a estrutura do material não será essencialmente danificada.
2. Verificação de desempenho em condições extremas
Para simular as condições reais de trabalho, realizamos testes térmicos sistemáticos nos componentes da fibra de carbono de reforço da embreagem:
Impacto de alta temperatura a curto prazo: em um ambiente de 250 ℃ por 30 minutos, a taxa de mudança de tamanho do componente é <0,05%, o que é muito menor que os 0,12% da liga de alumínio;
Teste de ciclo térmico: Após 1000 ciclos de -40 ℃ a 200 ℃, a taxa de retenção de resistência ao cisalhamento do intercaloer de material é> 92%;
Teste de carga dinâmica: aplicando o torque de 200n · m a 180 ℃, a deformação dos componentes da fibra de carbono é apenas 1/3 da das peças de aço tradicionais.
Os dados mostram que, através da modificação da matriz de resina e da otimização da camada de fibra (como laminação ortogonal de 0 °/90 °), a resistência à fluência dos componentes da fibra de carbono em altas temperaturas é significativamente melhor que a dos materiais metálicos. O segredo é que a alta condutividade térmica da fibra de carbono (condutividade térmica axial de até 800 W/m · k) pode dispersar rapidamente pontos quentes locais, enquanto a tenacidade da resina buffer a concentração de tensão térmica.
3. As atualizações da tecnologia rompem as limitações tradicionais
Para cenários de uso extremo (como semi-embreagem frequente de carros de corrida ou ambientes de alta temperatura em desertos), o impulsionador da embreagem aumenta ainda mais a estabilidade térmica por meio de três tecnologias:
Revestimento nano-cerâmico: pulverizando um revestimento composto de 50μm Al₂o₃-SiC na superfície do componente para aumentar o limite de temperatura superior da superfície para 400 ℃;
Otimização do Processo Predeg: Usando a tecnologia RTM de alta pressão (moldagem por transferência de resina) para controlar a porosidade abaixo de 0,3% e reduzir o risco de delaminação da interface em altas temperaturas;
Monitoramento inteligente de temperatura: sensores de fibra óptica integrada monitoram a temperatura do componente em tempo real e ajuste automaticamente a estratégia de engajamento da embreagem quando se aproxima do valor crítico.