Kommer kolfiberkomponenterna i Clutch Booster att deformeras vid höga temperaturer?

Kolfiberkompositmaterial har blivit en representant för avancerade material inom områdena bilar, flyg- och rymd, etc. på grund av deras lätta och högstyrka egenskaper. Som en nyckelkomponent i Kopplingsförstärkare , den termiska stabiliteten hos dess kolfiberkomponenter har väckt mycket uppmärksamhet: kommer sådana material att deformeras och misslyckas under höga temperaturförhållanden?

1. De inneboende fördelarna och temperaturgränsen för kolfibermaterial
Kolfiber är gjord av polyakrylonitril (PAN) och bildar en grafitkristallstruktur efter hög temperaturkarboniseringsbehandling. Dess axiella draghållfasthet kan nå mer än 5 gånger den för stål, medan dess densitet endast är 1/4 av den för stål. Emellertid beror dess termiska stabilitet på hartsmatrisens prestanda. Den vanliga epoxihartsmatrisglasövergångstemperaturen (TG) är cirka 120-180 ℃. När denna temperatur överskrids kommer hartset att mjukas upp och materialstyvheten kommer att minska.
De kolfiberkomponenterna som används i kopplingsförstärkare använder vanligtvis högtemperaturbeständiga modifierade hartser (såsom bismaleimid eller polyimid) för att öka Tg till över 250 ℃. Samtidigt är den termiska nedbrytningstemperaturen för kolfiber i sig så hög som 3000 ℃, vilket innebär att under normala arbetsförhållanden (kopplingssystemtemperaturen är vanligtvis ≤200 ℃) kommer materialstrukturen inte att skadas väsentligen.
2. Prestandaverifiering under extrema förhållanden
För att simulera faktiska arbetsförhållanden genomförde vi systematiska termiska tester på kopplingsförstärkningskolfiberkomponenterna:
Kortvarig hög temperaturpåverkan: I en 250 ℃-miljö i 30 minuter är komponentstorlekens förändringshastighet <0,05%, vilket är mycket lägre än 0,12% av aluminiumlegeringen;
Termisk cykeltest: Efter 1000 cykler från -40 ℃ till 200 ℃ är materialet mellanlager skjuvhållfasthet> 92%;
Dynamiskt belastningstest: Tillämpning av 200N · m vridmoment vid 180 ℃ är deformationen av kolfiberkomponenter endast 1/3 av traditionella ståldelar.
Uppgifterna visar att genom hartsmatrismodifiering och fiberskiktoptimering (såsom 0 °/90 ° ortogonal laminering) är krypmotståndet för kolfiberkomponenter vid höga temperaturer betydligt bättre än för metallmaterial. Hemligheten är att den höga värmeledningsförmågan hos kolfiber (axiell värmeledningsförmåga upp till 800 W/m · K) snabbt kan sprida lokala hotspots, medan hartens seghet buffrar koncentrationen av termisk stress.
3. Tekniska uppgraderingar bryter igenom traditionella begränsningar
För extrema användningsscenarier (såsom ofta halvkoppling av racerbilar eller miljöer med hög temperatur i öknar) förbättrar kopplingsförstärkaren ytterligare termisk stabilitet genom tre tekniker:
Nano-keramisk beläggning: sprayning av en 50μm Al₂o₃-Sic-kompositbeläggning på komponentens yta för att öka ytans övre temperaturgräns till 400 ℃;
PREPREG-processoptimering: Använd högtrycks-RTM-teknik (hartsöverföring) för att kontrollera porositeten under 0,3% och minska risken för gränssnittsdelaminering vid höga temperaturer;
Intelligent temperaturövervakning: Integrerade fiberoptiska sensorer Övervakar komponenttemperatur i realtid och justerar automatiskt kopplingens engagemangsstrategi när den närmar sig det kritiska värdet.