Bugungi tezkor texnologik taraqqiyot davrida uglerod tolali kompozitlar o'zining yuqori samaradorligi tufayli turli sohalarda o'z nomini qozonmoqda. Aerokosmik sohada yuqori darajadagi qo'llanmalardan tortib, sport buyumlarining kundalik ehtiyojlarigacha, uglerod tolali kompozitlar katta salohiyatga ega. Biroq, yuqori samarali uglerod tolali kompozitlarni tayyorlash uchun ularni faollashtirish jarayoni qo'llaniladi.uglerod tolalarimuhim qadamdir.
Uglerod tolasi sirt elektron mikroskopining surati
Yuqori samarali tola materiali bo'lgan uglerod tolasi ko'plab jozibali xususiyatlarga ega. U asosan ugleroddan iborat va cho'zilgan filamentli tuzilishga ega. Sirt tuzilishi nuqtai nazaridan, uglerod tolasining yuzasi nisbatan silliq va kamroq faol funktsional guruhlarga ega. Buning sababi, uglerod tolalarini tayyorlash jarayonida yuqori haroratli karbonizatsiya va boshqa ishlov berish uglerod tolalari yuzasini yanada inert holatga keltiradi. Bu sirt xususiyati uglerod tolasi kompozitlarini tayyorlashda bir qator qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi.
Silliq sirt uglerod tolasi va matritsa materiali orasidagi bog'lanishni zaiflashtiradi. Kompozitlarni tayyorlashda matritsa materialining yuzasida kuchli bog'lanish hosil qilishi qiyin.uglerod tolasi, bu kompozit materialning umumiy ishlashiga ta'sir qiladi. Ikkinchidan, faol funktsional guruhlarning yo'qligi uglerod tolalari va matritsa materiallari orasidagi kimyoviy reaksiyani cheklaydi. Bu ikkalasi orasidagi interfeys bog'lanishini asosan mexanik joylashtirish va boshqalar kabi fizik ta'sirlarga bog'laydi, bu ko'pincha yetarlicha barqaror emas va tashqi kuchlarga duchor bo'lganda ajralishga moyil bo'ladi.
Uglerod tolali matoni uglerod nanotubalari bilan qatlamlararo mustahkamlashning sxematik diagrammasi
Ushbu muammolarni hal qilish uchun uglerod tolalarini faollashtirish zarur bo'ladi.uglerod tolalaribir qancha jihatlarda sezilarli o'zgarishlarni ko'rsatadi.
Aktivizatsiya jarayoni uglerod tolalarining sirt pürüzlülüğünü oshiradi. Kimyoviy oksidlanish, plazma bilan ishlov berish va boshqa usullar orqali uglerod tolalari yuzasiga mayda chuqurchalar va oluklar o'yib ishlangan bo'lishi mumkin, bu esa sirtni pürüzlü qiladi. Bu pürüzlü sirt uglerod tolasi va substrat materiali orasidagi aloqa maydonini oshiradi, bu esa ikkalasi orasidagi mexanik bog'lanishni yaxshilaydi. Matritsa materiali uglerod tolasiga bog'langanida, u bu pürüzlü tuzilmalarga yaxshiroq singib, kuchliroq bog'lanish hosil qiladi.
Aktivizatsiya jarayoni uglerod tolasi yuzasida ko'plab reaktiv funktsional guruhlarni kiritishi mumkin. Bu funktsional guruhlar matritsa materialidagi mos keladigan funktsional guruhlar bilan kimyoviy reaksiyaga kirishib, kimyoviy bog'lanishlarni hosil qilishi mumkin. Masalan, oksidlanish jarayoni uglerod tolalari yuzasida gidroksil guruhlari, karboksil guruhlari va boshqa funktsional guruhlarni kiritishi mumkin, ular esa...epoksiqatron matritsasida va boshqalarda guruhlar kovalent bog'lanishlarni hosil qiladi. Ushbu kimyoviy bog'lanishning kuchi fizik bog'lanishga qaraganda ancha yuqori, bu esa uglerod tolasi va matritsa materiali orasidagi interfeys bog'lanish kuchini sezilarli darajada yaxshilaydi.
Faollashtirilgan uglerod tolasining sirt energiyasi ham sezilarli darajada oshadi. Sirt energiyasining ortishi uglerod tolasining matritsa materiali bilan namlanishini osonlashtiradi, shu bilan matritsa materialining uglerod tolasi yuzasiga tarqalishi va kirib borishini osonlashtiradi. Kompozitlarni tayyorlash jarayonida matritsa materiali uglerod tolalari atrofida tekisroq taqsimlanib, zichroq struktura hosil qilishi mumkin. Bu nafaqat kompozit materialning mexanik xususiyatlarini yaxshilaydi, balki uning korroziyaga chidamliligi va termal barqarorligi kabi boshqa xususiyatlarini ham yaxshilaydi.
Faollashtirilgan uglerod tolalari uglerod tolasi kompozitlarini tayyorlash uchun bir qator afzalliklarga ega.
Mexanik xususiyatlar jihatidan, faollashtirilganlar orasidagi sirtlararo bog'lanish kuchiuglerod tolalariva matritsa materiali sezilarli darajada yaxshilandi, bu esa kompozitlarga tashqi kuchlarga duchor bo'lganda kuchlanishlarni yaxshiroq o'tkazish imkonini beradi. Bu shuni anglatadiki, kompozitlarning mustahkamlik va modul kabi mexanik xususiyatlari sezilarli darajada yaxshilanadi. Masalan, juda yuqori mexanik xususiyatlarni talab qiladigan aerokosmik sohada faollashtirilgan uglerod tolali kompozitlardan tayyorlangan samolyot qismlari katta parvoz yuklariga bardosh bera oladi va samolyotning xavfsizligi va ishonchliligini oshiradi. Velosiped romlari, golf tayoqchalari va boshqalar kabi sport tovarlari sohasida faollashtirilgan uglerod tolali kompozitlar og'irlikni kamaytirish va sportchilarning tajribasini yaxshilash bilan birga yaxshiroq mustahkamlik va qattiqlikni ta'minlaydi.
Korroziyaga chidamlilik nuqtai nazaridan, faollashtirilgan uglerod tolalari yuzasiga reaktiv funktsional guruhlarning kiritilishi tufayli, bu funktsional guruhlar matritsa materiali bilan yanada barqaror kimyoviy bog'lanish hosil qilishi mumkin, shu bilan kompozitlarning korroziyaga chidamliligini oshiradi. Dengiz muhiti, kimyo sanoati va boshqalar kabi ba'zi og'ir atrof-muhit sharoitlarida faollashtirilganuglerod tolasi kompozitlarikorroziy muhitning eroziyasiga yaxshiroq qarshilik ko'rsatishi va xizmat muddatini uzaytirishi mumkin. Bu uzoq vaqt davomida qattiq muhitda ishlatiladigan ba'zi uskunalar va inshootlar uchun katta ahamiyatga ega.
Issiqlik barqarorligi nuqtai nazaridan, faollashtirilgan uglerod tolasi va matritsa materiali o'rtasidagi yaxshi interfeys bog'lanishi kompozitlarning issiqlik barqarorligini yaxshilashi mumkin. Yuqori haroratli muhitda kompozitlar yaxshiroq mexanik xususiyatlar va o'lchov barqarorligini saqlab qolishi mumkin va deformatsiya va shikastlanishga kamroq moyil bo'ladi. Bu faollashtirilgan uglerod tolasi kompozitlarini avtomobil dvigatellari qismlari va aviatsiya dvigatellarining issiq qismlari kabi yuqori haroratli dasturlarda keng qo'llanilish istiqbollariga ega qiladi.
Qayta ishlash samaradorligi jihatidan, faollashtirilgan uglerod tolalari sirt faolligini oshirdi va matritsa materiali bilan yaxshiroq moslikka ega. Bu kompozit materialni tayyorlash jarayonida matritsa materialining uglerod tolasi yuzasiga kirib, qotib qolishini osonlashtiradi, shu bilan qayta ishlash samaradorligi va mahsulot sifatini yaxshilaydi. Shu bilan birga, faollashtirilgan uglerod tolasi kompozitlarining dizayn qobiliyati ham yaxshilanadi, bu ularni turli xil ilovalar uchun moslashtirish va turli xil murakkab muhandislik talablariga javob berish imkonini beradi.
Shuning uchun, faollashtirish bilan davolashuglerod tolalariyuqori samarali uglerod tolasi kompozitlarini tayyorlashda muhim bo'g'in hisoblanadi. Aktivizatsiya jarayoni orqali uglerod tolasining sirt tuzilishini yaxshilash, sirt pürüzlülüğünü oshirish, faol funktsional guruhlarni kiritish va sirt energiyasini yaxshilash mumkin, shu bilan uglerod tolasi va matritsa materiali orasidagi interfeys bog'lanish kuchini yaxshilash va ajoyib mexanik xususiyatlarga, korroziyaga chidamlilikka, issiqlik barqarorligiga va ishlov berish samaradorligiga ega uglerod tolasi kompozitlarini tayyorlash uchun poydevor qo'yish mumkin. Fan va texnologiyaning uzluksiz rivojlanishi bilan uglerod tolasini faollashtirish texnologiyasi innovatsiyalarni davom ettirish va rivojlantirishda davom etadi, bu esa uglerod tolasi kompozitlarini keng qo'llash uchun kuchliroq qo'llab-quvvatlashni ta'minlaydi, deb ishoniladi.
Shanxay Orisen Yangi Materiallar Texnologiyalari MChJ
M: +86 18683776368 (shuningdek, whatsapp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Manzil: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanxay
Joylashtirilgan vaqt: 2024-yil 4-sentabr