탄소 섬유 복합 재료는 강도와 경량 특성 때문에 고온 환경에서 널리 사용됩니다. 열에 노출 될 때 이러한 재료가 엔지니어링 응용 프로그램에 필수적입니다. 열 팽창 계산은 재료 동작을 예측하고 온도 변화에 따라 구조적 무결성을 보장합니다.

열팽창의 기초

열팽창은 온도 상승으로 재료의 크기로 증가합니다. 그것은 온도 변화의 정도 당 얼마나 많은 재료가 확장하는지 나타내는 열팽창 계수 (CTE)에 의해 정량화됩니다. 복합물의 경우, CTE는 섬유 방향과 모체 재산에 따라 다릅니다.

탄소 섬유 복합재의 캘리브레이션 확장

복합체의 총 선형 확장은 구성 요소의 속성에 따라 달라집니다. 혼합물의 규칙은 대략적인 것을 제공합니다:

ΔL = L0 × (α c × V c + α m × V m) × ΔT

위치:

  • ΔL = 길이에서 변화
  • L0 = 원래 길이
  • α c = 탄소 섬유의 CTE
  • α m = 매트릭스 소재의 CTE
  • V c = 섬유의 볼륨 분수
  • V m = 매트릭스의 볼륨 분수
  • ΔT = 온도에서 변화

열팽창 계수

몇몇 요인은 탄소 섬유 합성물의 열팽창 행동에 영향을 미칩니다. 이들은 섬유 오리엔테이션, 모체 물자의 유형 및 온도 편차를 포함합니다. 섬유의 Anisotropic 재산은 다른 방향에 따라 다른 확장 비율을 일으킬 수 있습니다.

설계 고려사항은 재료 고장이나 고온 응용 분야에서 변형을 방지하기 위해 이러한 요인에 대해 고려해야 합니다.