Дар давраи имрӯзаи пешрафти босуръати технологӣ, композитҳои нахи карбон бо сабаби самаранокии баланди худ дар доираи васеи соҳаҳо ном бароварда истодаанд. Аз барномаҳои баландсифат дар соҳаи кайҳонӣ то ниёзҳои ҳаррӯзаи молҳои варзишӣ, композитҳои нахи карбон имкониятҳои бузургеро нишон доданд. Аммо, барои тайёр кардани композитҳои нахи карбонии баландсифат, коркарди фаъолсозии...нахҳои карбоняк қадами муҳим аст.
Тасвири микроскопи электронии сатҳи нахи карбон
Нахи карбон, ки маводи нахи баландсифат аст, дорои хосиятҳои зиёди ҷолиб аст. Он асосан аз карбон иборат буда, сохтори ришташакли дарозрӯя дорад. Аз нуқтаи назари сохтори сатҳӣ, сатҳи нахи карбон нисбатан ҳамвор аст ва гурӯҳҳои функсионалии фаъоли камтар дорад. Ин аз он сабаб аст, ки ҳангоми тайёр кардани нахҳои карбон, карбонизатсияи ҳарорати баланд ва дигар коркардҳо сатҳи нахҳои карбонро ба ҳолати инертӣ табдил медиҳанд. Ин хосияти сатҳӣ як қатор мушкилотро барои тайёр кардани композитҳои нахи карбон ба бор меорад.
Сатҳи ҳамвор пайванди байни нахи карбон ва маводи матритсаро суст мекунад. Ҳангоми тайёр кардани композитҳо, барои маводи матритсавӣ дар сатҳи он пайванди қавӣ ба вуҷуд овардан душвор аст.нахи карбон, ки ба кори умумии маводи композитӣ таъсир мерасонад. Дуюм, набудани гурӯҳҳои функсионалии фаъол аксуламали кимиёвиро байни нахҳои карбон ва маводҳои матритсавӣ маҳдуд мекунад. Ин боиси он мегардад, ки пайванди байнисатҳӣ байни ин ду асосан ба таъсири физикӣ, ба монанди ҷойгиркунии механикӣ ва ғайра, такя кунад, ки аксар вақт ба қадри кофӣ устувор нест ва ҳангоми дучор шудан ба қувваҳои беруна ба ҷудошавӣ моил аст.
Диаграммаи схематикии тақвияти байниқабатаи матои нахи карбон бо нанотрубкаҳои карбонӣ
Барои ҳалли ин мушкилот, коркарди фаъолсозии нахҳои карбон зарур мегардад.нахҳои карбонтағйироти назаррасро дар бисёр ҷанбаҳо нишон медиҳанд.
Коркарди фаъолсозӣ ноҳамвории сатҳи нахҳои карбонро зиёд мекунад. Тавассути оксидшавии кимиёвӣ, коркарди плазма ва дигар усулҳо, чуқурчаҳо ва чуқурчаҳои хурд метавонанд дар сатҳи нахҳои карбон кандакорӣ карда шаванд, ки сатҳи онро ноҳамвор мегардонад. Ин сатҳи ноҳамвор майдони тамосро байни нахи карбон ва маводи субстрат зиёд мекунад, ки пайванди механикии байни ин дуро беҳтар мекунад. Вақте ки маводи матритсавӣ ба нахи карбон пайваст мешавад, он метавонад худро беҳтар ба ин сохторҳои ноҳамвор ворид кунад ва пайванди мустаҳкамтарро ба вуҷуд орад.
Коркарди фаъолсозӣ метавонад дар сатҳи нахи карбон шумораи зиёди гурӯҳҳои функсионалии реактивиро ба вуҷуд орад. Ин гурӯҳҳои функсионалӣ метавонанд бо гурӯҳҳои функсионалии мувофиқ дар маводи матритса барои ташкили пайвандҳои кимиёвӣ ба таври кимиёвӣ реаксия кунанд. Масалан, коркарди оксидшавӣ метавонад гурӯҳҳои гидроксил, гурӯҳҳои карбоксил ва дигар гурӯҳҳои функсионалиро дар сатҳи нахҳои карбон ба вуҷуд орад, ки метавонанд бо онҳо реаксия кунанд.эпоксидӣгурӯҳҳо дар матритсаи қатрон ва ғайра барои ташкил додани пайвандҳои ковалентӣ. Қувваи ин пайванди кимиёвӣ нисбат ба пайванди физикӣ хеле баландтар аст, ки қувваи пайванди байнисатҳиро байни нахи карбон ва маводи матритса ба таври назаррас беҳтар мекунад.
Энергияи сатҳии нахи карбони фаъолшуда низ ба таври назаррас меафзояд. Афзоиши энергияи сатҳии нахи карбон тар кардани маводи матритсаро осон мекунад ва бо ин роҳ паҳншавӣ ва воридшавии маводи матритсаро дар сатҳи нахи карбон осон мекунад. Дар раванди тайёр кардани композитҳо, маводи матритсаро метавон дар атрофи нахҳои карбон баробар тақсим кард, то сохтори зичтарро ташкил диҳад. Ин на танҳо хосиятҳои механикии маводи композитиро беҳтар мекунад, балки хосиятҳои дигари онро, ба монанди муқовимат ба зангзанӣ ва устувории гармӣ низ беҳтар мекунад.
Нахҳои карбони фаъолшуда барои тайёр кардани композитҳои нахҳои карбон бартариҳои зиёд доранд.
Аз ҷиҳати хосиятҳои механикӣ, қувваи пайванди байни сатҳҳо байни фаъолшуданахҳои карбонва маводи матритса хеле беҳтар карда шудааст, ки ба композитҳо имкон медиҳад, ки ҳангоми таъсири қувваҳои беруна фишорҳоро беҳтар интиқол диҳанд. Ин маънои онро дорад, ки хосиятҳои механикии композитҳо, ба монанди мустаҳкамӣ ва модул, ба таври назаррас беҳтар карда мешаванд. Масалан, дар соҳаи кайҳонӣ, ки хосиятҳои механикии хеле баландро талаб мекунад, қисмҳои ҳавопаймо, ки аз композитҳои нахи карбони фаъол сохта шудаанд, метавонанд ба бори парвози бештар тоб оваранд ва бехатарӣ ва эътимоднокии ҳавопайморо беҳтар кунанд. Дар соҳаи молҳои варзишӣ, ба монанди чаҳорчӯбаҳои велосипед, чӯбҳои голф ва ғайра, композитҳои нахи карбони фаъол метавонанд мустаҳкамӣ ва сахтии беҳтарро таъмин кунанд, дар ҳоле ки вазнро кам кунанд ва таҷрибаи варзишгаронро беҳтар созанд.
Аз нигоҳи муқовимат ба зангзанӣ, бо сабаби ворид шудани гурӯҳҳои функсионалии реактивӣ дар сатҳи нахҳои карбони фаъол, ин гурӯҳҳои функсионалӣ метавонанд бо маводи матритса пайванди кимиёвии устувортарро ба вуҷуд оранд, ки ба ин васила муқовимати зангзании композитҳоро беҳтар мекунад. Дар баъзе шароити сахти муҳити зист, ба монанди муҳити баҳрӣ, саноати кимиё ва ғайра, фаъолшуда...композитҳои нахи карбонметавонад ба эрозияи муҳити зангзананда беҳтар муқовимат кунад ва мӯҳлати хизматро дароз кунад. Ин барои баъзе таҷҳизот ва сохторҳое, ки дар муҳитҳои сахт муддати тӯлонӣ истифода мешаванд, аҳамияти калон дорад.
Аз нигоҳи устувории гармӣ, пайванди хуби байни нахи карбони фаъол ва маводи матритсавӣ метавонад устувории гармии композитҳоро беҳтар кунад. Дар муҳити ҳарорати баланд, композитҳо метавонанд хосиятҳои механикӣ ва устувории андозаро беҳтар нигоҳ доранд ва ба деформатсия ва осеб камтар дучор мешаванд. Ин имкон медиҳад, ки композитҳои нахи карбони фаъолшуда дар барномаҳои ҳарорати баланд, ба монанди қисмҳои муҳаррики автомобилӣ ва қисмҳои гарми муҳаррики ҳавопаймоӣ, имкониятҳои васеъ барои истифода дошта бошанд.
Аз ҷиҳати самаранокии коркард, нахҳои карбони фаъолшуда фаъолияти сатҳиро афзоиш дода, бо маводи матритса мутобиқати беҳтар доранд. Ин имкон медиҳад, ки маводи матритсавӣ ҳангоми тайёр кардани маводи композитӣ ба сатҳи нахи карбон ворид ва сахт шавад ва бо ин васила самаранокии коркард ва сифати маҳсулотро беҳтар созад. Дар айни замон, тарҳрезии композитҳои нахи карбони фаъол низ беҳтар карда мешавад, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки барои барномаҳои гуногун фармоишӣ карда шаванд ва ба як қатор талаботи мураккаби муҳандисӣ ҷавобгӯ бошанд.
Аз ин рӯ, табобати фаъолсозӣнахҳои карбоняк ҳалқаи калидӣ дар тайёр кардани композитҳои нахи карбонии баландсифат мебошад. Тавассути коркарди фаъолсозӣ, сохтори сатҳи нахи карбонро метавон барои афзоиши ноҳамвории сатҳ, ворид кардани гурӯҳҳои функсионалии фаъол ва беҳтар кардани энергияи сатҳӣ беҳтар кард, то қувваи пайванди байни нахи карбон ва маводи матритсаро беҳтар созад ва заминаро барои тайёр кардани композитҳои нахи карбон бо хосиятҳои аълои механикӣ, муқовимат ба зангзанӣ, устувории гармӣ ва иҷрои коркард гузорад. Бо пешрафти пайвастаи илм ва технология, боварӣ дорад, ки технологияи фаъолсозии нахи карбон навоварӣ ва рушдро идома хоҳад дод ва барои истифодаи васеи композитҳои нахи карбон дастгирии қавитар фароҳам меорад.
Ширкати Шанхай Orisen New Material Technology Co., Ltd.
М: +86 18683776368 (инчунин WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Суроға: NO.398 New Green Road, ноҳияи Сонгҷян, шаҳри Синбанг, Шанхай
Вақти нашр: 04 сентябри соли 2024