En la hodiaŭa epoko de rapida teknologia progreso, karbonfibraj kompozitoj famiĝas en vasta gamo da kampoj pro sia supera funkciado. De altkvalitaj aplikoj en aerspaca industrio ĝis la ĉiutagaj bezonoj de sportaj varoj, karbonfibraj kompozitoj montris grandan potencialon. Tamen, por prepari altkvalitajn karbonfibrajn kompozitojn, aktiviga traktado de...karbonaj fibrojestas decida paŝo.
Bildo de elektrona mikroskopo pri surfaco de karbonfibra surfaco
Karbonfibro, alt-efikeca fibra materialo, havas multajn allogajn ecojn. Ĝi konsistas ĉefe el karbono kaj havas plilongigitan filamentecan strukturon. El la vidpunkto de la surfaca strukturo, la surfaco de karbonfibro estas relative glata kaj havas malpli da aktivaj funkciaj grupoj. Ĉi tio ŝuldiĝas al la fakto, ke dum la preparado de karbonfibroj, alt-temperatura karbonigo kaj aliaj traktadoj igas la surfacon de karbonfibroj prezenti pli inertan staton. Ĉi tiu surfaca eco alportas serion da defioj al la preparado de karbonfibraj kompozitoj.
La glata surfaco malfortigas la ligon inter karbonfibro kaj la matrica materialo. Dum la preparado de kompozitoj, estas malfacile por la matrica materialo formi fortan ligon sur la surfaco de la...karbonfibro, kiu influas la ĝeneralan rendimenton de la kompozita materialo. Due, la manko de aktivaj funkciaj grupoj limigas la kemian reakcion inter karbonfibroj kaj matricaj materialoj. Tio igas la interfacan ligadon inter la du ĉefe dependi de fizikaj efikoj, kiel ekzemple mekanika enkorpigo, ktp., kiu ofte ne estas sufiĉe stabila kaj emas al disiĝo kiam submetita al eksteraj fortoj.
Skema diagramo de intertavola plifortigo de karbonfibra ŝtofo per karbonnanotuboj
Por solvi ĉi tiujn problemojn, aktiviga traktado de karbonfibroj fariĝas necesa. Aktivigitakarbonaj fibrojmontras signifajn ŝanĝojn en pluraj aspektoj.
Aktiviga traktado pliigas la surfacan malglatecon de karbonfibroj. Per kemia oksidado, plasmotraktado kaj aliaj metodoj, etaj kavetoj kaj kaneloj povas esti gravuritaj en la surfacon de karbonfibroj, igante la surfacon malglata. Ĉi tiu malglata surfaco pliigas la kontaktareon inter la karbonfibro kaj la substrata materialo, kio plibonigas la mekanikan ligadon inter la du. Kiam la matrica materialo estas ligita al la karbonfibro, ĝi pli bone kapablas enmeti sin en ĉi tiujn malglatajn strukturojn, formante pli fortan ligadon.
La aktiviga traktado povas enkonduki abundon da reaktivaj funkciaj grupoj sur la surfacon de la karbonfibro. Ĉi tiuj funkciaj grupoj povas reagi kemie kun la respondaj funkciaj grupoj en la matrica materialo por formi kemiajn ligojn. Ekzemple, oksidiga traktado povas enkonduki hidroksilgrupojn, karboksilgrupojn kaj aliajn funkciajn grupojn sur la surfacon de karbonfibroj, kiuj povas reagi kun laepoksiogrupoj en la rezina matrico kaj tiel plu por formi kovalentajn ligojn. La forto de ĉi tiu kemia ligado estas multe pli alta ol tiu de fizika ligado, kiu multe plibonigas la interfacan ligforton inter la karbonfibro kaj la matrica materialo.
La surfaca energio de la aktivigita karbonfibro ankaŭ signife pliiĝas. La pliiĝo de surfaca energio faciligas la malsekigon de la karbonfibro fare de la matrica materialo, tiel faciligante la disvastiĝon kaj penetradon de la matrica materialo sur la surfacon de la karbonfibro. Dum la procezo de preparado de kompozitaĵoj, la matrica materialo povas esti pli egale distribuita ĉirkaŭ la karbonfibroj por formi pli densan strukturon. Ĉi tio ne nur plibonigas la mekanikajn ecojn de la kompozita materialo, sed ankaŭ plibonigas ĝiajn aliajn ecojn, kiel ekzemple korodreziston kaj termikan stabilecon.
Aktivkarbaj fibroj havas multajn avantaĝojn por la preparado de karbonfibraj kompozitoj.
Rilate al mekanikaj ecoj, la interfaca ligforto inter la aktivigitakarbonaj fibrojkaj la matrica materialo estas multe plibonigita, kio ebligas al la kompozitoj pli bone transdoni streĉojn kiam submetitaj al eksteraj fortoj. Tio signifas, ke la mekanikaj ecoj de kompozitoj, kiel ekzemple forto kaj modulo, estas signife plibonigitaj. Ekzemple, en la aerspaca kampo, kiu postulas ekstreme altajn mekanikajn ecojn, aviadilpartoj faritaj el aktivkarbonfibraj kompozitoj kapablas elteni pli grandajn flugŝarĝojn kaj plibonigi la sekurecon kaj fidindecon de la aviadilo. En la kampo de sportaj varoj, kiel biciklaj kadroj, golfkluboj, ktp., aktivkarbonfibraj kompozitoj povas provizi pli bonan forton kaj rigidecon, samtempe reduktante pezon kaj plibonigante la sperton de la atletoj.
Rilate al korodrezisto, pro la enkonduko de reaktivaj funkciaj grupoj sur la surfaco de aktivigitaj karbonaj fibroj, ĉi tiuj funkciaj grupoj povas formi pli stabilan kemian ligadon kun la matrica materialo, tiel plibonigante la korodreziston de la kompozitoj. En iuj severaj mediaj kondiĉoj, kiel ekzemple la mara medio, kemia industrio, ktp., la aktivigitaj...karbonfibraj kompozitojpovas pli bone rezisti la erozion de korodaj medioj kaj plilongigi la servodaŭron. Ĉi tio estas tre grava por iuj ekipaĵoj kaj strukturoj, kiuj estas uzataj en severaj medioj dum longa tempo.
Rilate al termika stabileco, bona interfaca ligado inter aktivigita karbonfibro kaj matrica materialo povas plibonigi la termika stabileco de kompozitoj. Sub altaj temperaturoj, la kompozitoj povas konservi pli bonajn mekanikajn ecojn kaj dimensian stabilecon, kaj estas malpli emaj al deformiĝo kaj difektiĝo. Tio donas al la aktivigita karbonfibro-kompozitoj larĝajn aplikajn perspektivojn en alttemperaturaj aplikoj, kiel ekzemple aŭtomotorpartoj kaj varmfinaj partoj de aviadmotoroj.
Rilate al prilabora efikeco, la aktivigitaj karbonaj fibroj havas pliigitan surfacan aktivecon kaj pli bonan kongruecon kun la matrica materialo. Ĉi tio faciligas la enfiltriĝon kaj hardadon de la matrica materialo sur la surfaco de la karbonfibro dum la preparado de la kompozita materialo, tiel plibonigante la prilaboran efikecon kaj produktokvaliton. Samtempe, la dizajnebleco de la aktivigitaj karbonaj fibroj ankaŭ estas plibonigita, permesante ilin esti adaptitaj por malsamaj aplikoj kaj plenumi diversajn kompleksajn inĝenierajn postulojn.
Tial, aktiviga traktado dekarbonaj fibrojestas ŝlosila ligo en la preparado de alt-efikecaj karbonfibraj kompozitoj. Per la aktiviga traktado, la surfaca strukturo de karbonfibro povas esti plibonigita por pliigi la surfacan malglatecon, enkonduki aktivajn funkciajn grupojn kaj plibonigi la surfacan energion, por plibonigi la interfacan ligforton inter karbonfibro kaj matrica materialo, kaj meti la fundamenton por la preparado de karbonfibraj kompozitoj kun bonegaj mekanikaj ecoj, korodrezisto, termika stabileco kaj prilabora efikeco. Kun la kontinua progreso de scienco kaj teknologio, oni kredas, ke la karbonfibra aktiviga teknologio daŭre novigos kaj disvolviĝos, provizante pli fortan subtenon por la vasta apliko de karbonfibraj kompozitoj.
Ŝanhaja Orisen Nova Materiala Teknologio Co., Ltd
Telefono: +86 18683776368 (ankaŭ WhatsApp)
Telefono: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreso: NO.398 Nova Verda Vojo Xinbang Urbo Songjiang Distrikto, Ŝanhajo
Afiŝtempo: 04-09-2024