Oglekļa šķiedras virsmas apstrādes metode

Datums: 2022-05-28 Avots: Fiber Composites Pārlūkot: 5204

Oglekļa šķiedrai ir augsta īpatnējā izturība, augsts īpatnējais modulis, izturība pret nogurumu, izturība pret koroziju un citas lieliskas īpašības, ko plaši izmanto kosmosa, militārajā rūpniecībā, sporta aprīkojumā un citās jomās. Oglekļa šķiedras pastiprināta polimerizācija

Oglekļa šķiedrai ir augsta īpatnējā izturība, augsts īpatnējais modulis, izturība pret nogurumu, izturība pret koroziju un citas lieliskas īpašības, ko plaši izmanto kosmosa, militārajā rūpniecībā, sporta aprīkojumā un citās jomās. Ar oglekļa šķiedru pastiprinātu polimēru matricas kompozītu mehāniskās īpašības lielā mērā ir atkarīgas no saskarnes īpašībām starp oglekļa šķiedru un matricu. Tomēr oglekļa šķiedras gludā virsma, augstas emocionālās īpašības un dažas ķīmiski aktīvas funkcionālās grupas rada vāju saskarnes saiti starp oglekļa šķiedru un matricas sveķiem, un saskarnes fāze bieži ir kompozītmateriālu vājā saite. Oglekļa šķiedras kompozītu saskarnes mikrostruktūra ir cieši saistīta ar saskarnes īpašībām. Oglekļa šķiedras virsmas polaritāte galu galā ir saistīta ar oglekļa šķiedras virsmas morfoloģiju un ķīmisko funkcionālo grupu veidiem. Gan aktīvo grupu palielināšanās, gan oglekļa šķiedras virsmas raupjuma palielināšanās veicina oglekļa šķiedras virsmas enerģijas pieaugumu. Oglekļa šķiedras virsmas fizikālās īpašības galvenokārt ietver virsmas morfoloģiju, virsmas rievas izmēru un sadalījumu, virsmas raupjumu, virsmas brīvo enerģiju un tā tālāk. Virsmas morfoloģijas ziņā uz oglekļa šķiedras virsmas ir daudz poru, rievu, piemaisījumu un kristālu, kam ir liela ietekme uz kompozītmateriālu saķeres īpašībām. Oglekļa šķiedras virsmas ķīmiskā reaktivitāte ir cieši saistīta ar aktīvo grupu koncentrāciju, un šīs aktīvās grupas galvenokārt ir skābekli saturošas funkcionālās grupas, piemēram, vieglā grupa, vārpstas grupa un epoksīda grupa. Funkcionālo grupu skaits uz oglekļa šķiedras virsmas ir atkarīgs no virsmas elektroķīmiskās apstrādes metodes un šķiedras karbonizācijas pakāpes vai temperatūras. Piemēram, apstrāde ar skābi šķiedrām piešķirs citas funkcionālās grupas nekā apstrāde ar sārmu, un vienādos apstrādes apstākļos, jo augstāka ir karbonizācijas temperatūra, jo mazāk funkcionālo grupu. Zema moduļa oglekļa šķiedrai parasti ir vairāk funkcionālo grupu tās zemās karbonizācijas pakāpes dēļ, tāpēc tā reaģēs ar epoksīda grupu epoksīda matricas kompozītmateriālu sagatavošanā, savukārt augsta moduļa oglekļa šķiedras sistēmas reakciju var ignorēt, un šķiedra un sveķi. galvenokārt ir vāja mijiedarbība. Daudzi pētījumi ir parādījuši, ka kompozītu saskarnes īpašības var efektīvi uzlabot, pārveidojot kompozītu saskarnes mikrostruktūru, modificējot oglekļa šķiedru virsmu, kas ir viens no pētniecības karstajiem punktiem oglekļa šķiedras apšuvuma materiālu jomā.