In vandag se era van vinnige tegnologiese vooruitgang maak koolstofvesel-komposiete naam in 'n wye reeks velde danksy hul uitstekende werkverrigting. Van hoë-end toepassings in lugvaart tot die daaglikse behoeftes van sportgoedere, het koolstofvesel-komposiete groot potensiaal getoon. Om hoëprestasie-koolstofvesel-komposiete voor te berei, is aktiveringsbehandeling egter nodig.koolstofveselsis 'n deurslaggewende stap.
Koolstofvesel oppervlak elektronmikroskoop foto
Koolstofvesel, 'n hoëprestasie-veselmateriaal, het baie oortuigende eienskappe. Dit bestaan hoofsaaklik uit koolstof en het 'n verlengde filamentagtige struktuur. Vanuit die oogpunt van die oppervlakstruktuur is die oppervlak van koolstofvesel relatief glad en het minder aktiewe funksionele groepe. Dit is te wyte aan die feit dat hoëtemperatuur-karbonisering en ander behandelings tydens die voorbereiding van koolstofvesels die oppervlak van koolstofvesels 'n meer inerte toestand laat vertoon. Hierdie oppervlakeienskap bring 'n reeks uitdagings met die voorbereiding van koolstofvesel-komposiete.
Die gladde oppervlak maak die binding tussen koolstofvesel en matriksmateriaal swak. In die voorbereiding van komposiete is dit moeilik vir die matriksmateriaal om 'n sterk binding op die oppervlak van diekoolstofvesel, wat die algehele werkverrigting van die saamgestelde materiaal beïnvloed. Tweedens beperk die gebrek aan aktiewe funksionele groepe die chemiese reaksie tussen koolstofvesels en matriksmateriale. Dit maak dat die tussenvlakbinding tussen die twee hoofsaaklik staatmaak op fisiese effekte, soos meganiese inbedding, ens., wat dikwels nie stabiel genoeg is nie en geneig is tot skeiding wanneer dit aan eksterne kragte onderwerp word.
Skematiese diagram van tussenlaagversterking van koolstofveseldoek deur koolstofnanobuise
Om hierdie probleme op te los, word aktiveringsbehandeling van koolstofvesels nodig. Geaktiveerkoolstofveselstoon beduidende veranderinge in verskeie aspekte.
Aktiveringsbehandeling verhoog die oppervlakruheid van koolstofvesels. Deur chemiese oksidasie, plasmabehandeling en ander metodes kan klein putjies en groewe in die oppervlak van koolstofvesels geëts word, wat die oppervlak ru maak. Hierdie ruwe oppervlak vergroot die kontakarea tussen die koolstofvesel en die substraatmateriaal, wat die meganiese binding tussen die twee verbeter. Wanneer die matriksmateriaal aan die koolstofvesel gebind word, is dit beter in staat om homself in hierdie ruwe strukture in te bed en 'n sterker binding te vorm.
Die aktiveringsbehandeling kan 'n oorvloed reaktiewe funksionele groepe op die oppervlak van die koolstofvesel inbring. Hierdie funksionele groepe kan chemies reageer met die ooreenstemmende funksionele groepe in die matriksmateriaal om chemiese bindings te vorm. Byvoorbeeld, oksidasiebehandeling kan hidroksielgroepe, karboksielgroepe en ander funksionele groepe op die oppervlak van koolstofvesels inbring, wat met die ... kan reageer.epoksiegroepe in die harsmatriks en so aan om kovalente bindings te vorm. Die sterkte van hierdie chemiese binding is baie hoër as dié van fisiese binding, wat die tussenvlakbindingsterkte tussen die koolstofvesel en die matriksmateriaal aansienlik verbeter.
Die oppervlakenergie van die geaktiveerde koolstofvesel neem ook aansienlik toe. Die toename in oppervlakenergie maak dit makliker vir die koolstofvesel om deur die matriksmateriaal benat te word, wat die verspreiding en penetrasie van die matriksmateriaal op die oppervlak van die koolstofvesel vergemaklik. In die proses van die voorbereiding van komposiete kan die matriksmateriaal meer eweredig rondom die koolstofvesels versprei word om 'n digter struktuur te vorm. Dit verbeter nie net die meganiese eienskappe van die komposietmateriaal nie, maar verbeter ook die ander eienskappe daarvan, soos korrosieweerstand en termiese stabiliteit.
Geaktiveerde koolstofvesels het verskeie voordele vir die voorbereiding van koolstofvesel-komposiete.
In terme van meganiese eienskappe, die tussenvlakbindingsterkte tussen die geaktiveerdekoolstofveselsen die matriksmateriaal word aansienlik verbeter, wat die komposiete in staat stel om spanning beter oor te dra wanneer dit aan eksterne kragte onderwerp word. Dit beteken dat die meganiese eienskappe van komposiete soos sterkte en modulus aansienlik verbeter word. Byvoorbeeld, in die lugvaartveld, wat uiters hoë meganiese eienskappe vereis, kan vliegtuigonderdele wat met geaktiveerde koolstofvesel-komposiete gemaak word, groter vlugbelastings weerstaan en die veiligheid en betroubaarheid van die vliegtuig verbeter. In die veld van sportgoedere, soos fietsrame, gholfstokke, ens., kan geaktiveerde koolstofvesel-komposiete beter sterkte en styfheid bied, terwyl dit gewig verminder en die atlete se ervaring verbeter.
Wat korrosieweerstand betref, as gevolg van die bekendstelling van reaktiewe funksionele groepe op die oppervlak van geaktiveerde koolstofvesels, kan hierdie funksionele groepe meer stabiele chemiese binding met die matriksmateriaal vorm, wat die korrosieweerstand van die komposiete verbeter. In sommige strawwe omgewingstoestande, soos die mariene omgewing, chemiese industrie, ens., kan die geaktiveerdekoolstofvesel-komposietekan die erosie van korrosiewe media beter weerstaan en die lewensduur verleng. Dit is van groot belang vir sommige toerusting en strukture wat vir 'n lang tyd in strawwe omgewings gebruik word.
Wat termiese stabiliteit betref, kan goeie tussenvlakbinding tussen geaktiveerde koolstofvesel en matriksmateriaal die termiese stabiliteit van komposiete verbeter. Onder die hoëtemperatuuromgewing kan die komposiete beter meganiese eienskappe en dimensionele stabiliteit handhaaf, en is minder geneig tot vervorming en skade. Dit maak dat die geaktiveerde koolstofvesel-komposiete breë toepassingsvooruitsigte het in hoëtemperatuurtoepassings, soos motor-enjinonderdele en lugvaartenjin-warm-endonderdele.
Wat verwerkingsprestasie betref, het die geaktiveerde koolstofvesels verhoogde oppervlakaktiwiteit en beter versoenbaarheid met die matriksmateriaal. Dit maak dit makliker vir die matriksmateriaal om op die oppervlak van die koolstofvesel te infiltreer en te verhard tydens die voorbereiding van die saamgestelde materiaal, wat die verwerkingsdoeltreffendheid en produkkwaliteit verbeter. Terselfdertyd word die ontwerpbaarheid van die geaktiveerde koolstofvesel-komposiete ook verbeter, wat hulle toelaat om vir verskillende toepassings aangepas te word en aan 'n verskeidenheid komplekse ingenieursvereistes te voldoen.
Daarom, aktiveringsbehandeling vankoolstofveselsis 'n sleutelskakel in die voorbereiding van hoëprestasie-koolstofveselkomposiete. Deur die aktiveringsbehandeling kan die oppervlakstruktuur van koolstofvesel verbeter word om die oppervlakruheid te verhoog, aktiewe funksionele groepe in te voer en die oppervlakenergie te verbeter, om sodoende die tussenvlakbindingssterkte tussen koolstofvesel en matriksmateriaal te verbeter, en die grondslag te lê vir die voorbereiding van koolstofveselkomposiete met uitstekende meganiese eienskappe, korrosieweerstand, termiese stabiliteit en verwerkingsprestasie. Met die voortdurende vooruitgang van wetenskap en tegnologie word geglo dat koolstofveselaktiveringstegnologie sal voortgaan om te innoveer en te ontwikkel, wat sterker ondersteuning bied vir die wye toepassing van koolstofveselkomposiete.
Sjanghai Orisen Nuwe Materiaal Tegnologie Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (ook whatsapp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang Distrik, Sjanghai
Plasingstyd: 4 September 2024