Les composants en fibre de carbone du booster d'embrayage se déforment-ils à des températures élevées?

Les matériaux composites en fibre de carbone sont devenus un représentant des matériaux haut de gamme dans les champs des automobiles, de l'aérospatiale, etc. en raison de leurs caractéristiques légères et à haute résistance. Comme composant clé dans Booster d'embrayage , La stabilité thermique de ses composants en fibre de carbone a attiré beaucoup l'attention: ces matériaux se déformeront-ils et échouent-ils dans des conditions de température élevée?

1. Les avantages inhérents et le seuil de température des matériaux en fibre de carbone
La fibre de carbone est en polyacrylonitrile (PAN) et forme une structure cristalline de graphite après un traitement de carbonisation à haute température. Sa résistance à la traction axiale peut atteindre plus de 5 fois celle de l'acier, tandis que sa densité n'est que de 1/4 de celle de l'acier. Cependant, sa stabilité thermique dépend des performances de la matrice de résine. La température de transition en verre de matrice de résine époxy courante (TG) est d'environ 120-180 ℃. Lorsque cette température est dépassée, la résine se ramollira et la rigidité du matériau diminuera.
Les composants en fibre de carbone utilisés dans le booster d'embrayage utilisent généralement des résines modifiées résistantes à haute température (telles que le bismaleimide ou le polyimide) pour augmenter le TG à plus de 250 ℃. Dans le même temps, la température de décomposition thermique de la fibre de carbone elle-même atteint 3000 ℃, ce qui signifie que dans des conditions de travail normales (la température du système d'embrayage est généralement ≤ 200 ℃), la structure du matériau ne sera pas essentiellement endommagée.
2. Vérification des performances dans des conditions extrêmes
Pour simuler des conditions de travail réelles, nous avons effectué des tests thermiques systématiques sur les composants de la fibre de carbone du booster d'embrayage:
Impact à haute température à court terme: dans un environnement de 250 ℃ pendant 30 minutes, le taux de variation de la taille des composants est <0,05%, ce qui est beaucoup plus bas que le 0,12% de l'alliage d'aluminium;
Test du cycle thermique: Après 1000 cycles de -40 ℃ à 200 ℃, le taux de rétention de cisaillement intercouche du matériau est> 92%;
Test de charge dynamique: l'application du couple de 200 N · m à 180 ℃, la déformation des composants en fibre de carbone n'est que 1/3 de celle des pièces en acier traditionnelles.
Les données montrent que grâce à la modification de la matrice de résine et à l'optimisation de la couche de fibres (telle que 0 ° / 90 ° laminage orthogonale), la résistance au fluage des composants de fibre de carbone à des températures élevées est nettement meilleure que celle des matériaux métalliques. Le secret est que la conductivité thermique élevée de la fibre de carbone (conductivité thermique axiale jusqu'à 800 W / m · k) peut rapidement disperser les points chauds locaux, tandis que la ténacité de la résine tamponne la concentration de contrainte thermique.
3. Les mises à niveau de la technologie se brisent à travers les limitations traditionnelles
Pour les scénarios d'utilisation extrêmes (tels que la semi-embrayage fréquente des voitures de course ou des environnements à haute température dans les déserts), le booster d'embrayage améliore davantage la stabilité thermique par trois technologies:
Revêtement nano-ceramique: pulvérisation d'un revêtement composite al₂o₃-SIC de 50 μm à la surface du composant pour augmenter la limite de température supérieure de la surface à 400 ℃;
Optimisation du processus préimprégné: Utilisation de la technologie RTM à haute pression (moulure de transfert de résine) pour contrôler la porosité inférieure à 0,3% et réduire le risque de délaminage d'interface à des températures élevées;
Surveillance de la température intelligente: capteurs intégrés à fibre optique surveille la température des composants en temps réel et ajustez automatiquement la stratégie d'engagement de l'embrayage lorsqu'il aborde la valeur critique.