A szénszálas kompozitokat kiváló mechanikai tulajdonságaik és kémiai korrózióállóságuk miatt széles körben használják a repülőgépgyártásban, az autógyártásban, a vasúti szállításban és más területeken. Magas hőállóságuk azonban az egyik fontos tényező, amely meghatározza alkalmazási tartományukat. Ez a cikk a szénszálas kompozitok magas hőmérséklet-állósági határát vizsgálja.
Maga a szénszál magas hőmérséklet-állósága
Maga a szénszál kiválóan ellenáll a magas hőmérsékletnek. Az elmélet szerint a szénszál akár 2600 fokos magas hőmérsékletnek is ellenáll. A szénszálakat azonban általában nem használják önmagában, hanem olyan anyagokkal, például gyantával keverik a késztermékek előállításához. Ennek a kompozit anyagnak a magas hőmérséklet-állóságát befolyásolja a felhasznált gyanta típusa.
Szénszálas kompozitok magas hőmérséklet-állósága
Epoxigyanta kompozitok
Az epoxigyanta az egyik leggyakrabban használt gyanta a szénszálas kompozitokban. Az epoxigyanta azonban viszonylag gyenge magas hőmérséklet-állósággal rendelkezik, és általában 180-200 fokon oxidálódik és lebomlik. Ezért az epoxigyanta alapú szénszálas kompozitok magas hőmérsékleti ellenállása általában 100-150 fok között van.
Hőre lágyuló gyanta kompozitok
Az epoxigyantához képest a hőre lágyuló gyanták (például polifenilén-szulfid és poliéter-éter-keton) jobban ellenállnak a magas hőmérsékletnek. Az ezekkel a gyantákkal készült szénszálas kompozitok 200-250 fokos hőmérsékletnek is ellenállnak.
Kerámia alapú kompozitok
A szénszálas kompozitok összes típusa közül a kerámia alapú kompozitok rendelkeznek a legerősebb magas hőmérséklettel szembeni ellenállással. Ezek az anyagok akár 1500 fokos hőmérsékleten is stabilak maradhatnak, és extrém környezetben, például repülőgép- vagy rakétahajtómű-alkatrészekben is alkalmazhatók.
Következtetés
A szénszálas kompozitok magas hőmérséklettel szembeni ellenállása főként a felhasznált gyanta típusától függ. Az epoxi alapú kompozitok magas hőmérséklettel szembeni ellenállása gyenge, míg a hőre lágyuló gyanták és a kerámia alapú kompozitok jobb magas hőmérsékleti ellenállással rendelkeznek. Ezen tulajdonságok megértése elengedhetetlen a megfelelő szénszálas kompozit kiválasztásához egy adott alkalmazáshoz.
