Yn oes heddiw o ddatblygiad technolegol cyflym, mae cyfansoddion ffibr carbon yn gwneud enw iddyn nhw eu hunain mewn ystod eang o feysydd oherwydd eu perfformiad uwch. O gymwysiadau pen uchel mewn awyrofod i anghenion beunyddiol nwyddau chwaraeon, mae cyfansoddion ffibr carbon wedi dangos potensial mawr. Fodd bynnag, i baratoi cyfansoddion ffibr carbon perfformiad uchel, triniaeth actifadu offibrau carbonyn gam hanfodol.
Llun microsgop electron arwyneb ffibr carbon
Mae gan ffibr carbon, deunydd ffibr perfformiad uchel, lawer o eiddo cymhellol. Mae'n cynnwys carbon yn bennaf ac mae ganddo strwythur ffilamentaidd hirgul. O safbwynt strwythur yr wyneb, mae wyneb ffibr carbon yn gymharol esmwyth ac mae ganddo lai o grwpiau swyddogaethol gweithredol. Mae hyn oherwydd y ffaith, wrth baratoi ffibrau carbon, bod carbonization tymheredd uchel a thriniaethau eraill yn gwneud i arwyneb ffibrau carbon gyflwyno cyflwr mwy anadweithiol. Mae'r eiddo arwyneb hwn yn dod â chyfres o heriau i baratoi cyfansoddion ffibr carbon.
Mae'r arwyneb llyfn yn gwneud y bond rhwng ffibr carbon a deunydd matrics yn wan. Wrth baratoi cyfansoddion, mae'n anodd i'r deunydd matrics ffurfio bond cryf ar wyneb yffibr carbon, sy'n effeithio ar berfformiad cyffredinol y deunydd cyfansawdd. Yn ail, mae'r diffyg grwpiau swyddogaethol gweithredol yn cyfyngu'r adwaith cemegol rhwng ffibrau carbon a deunyddiau matrics. Mae hyn yn gwneud i'r bondio rhyngwynebol rhwng y ddau ddibynnu'n bennaf ar effeithiau corfforol, megis ymgorffori mecanyddol, ac ati, nad yw'n aml yn ddigon sefydlog ac sy'n dueddol o wahanu pan fydd yn destun grymoedd allanol.
Diagram sgematig o atgyfnerthu interlayer o frethyn ffibr carbon gan nanotiwbiau carbon
Er mwyn datrys y problemau hyn, bydd angen triniaeth actifadu ffibrau carbon. Actifedigffibrau carbondangos newidiadau sylweddol mewn sawl agwedd.
Mae triniaeth actifadu yn cynyddu garwedd arwyneb ffibrau carbon. Trwy ocsidiad cemegol, triniaeth plasma a dulliau eraill, gellir ysgythru pyllau bach a rhigolau i wyneb ffibrau carbon, gan wneud yr arwyneb yn arw. Mae'r arwyneb garw hwn yn cynyddu'r ardal gyswllt rhwng y ffibr carbon a'r deunydd swbstrad, sy'n gwella'r bond mecanyddol rhwng y ddau. Pan fydd y deunydd matrics wedi'i bondio â'r ffibr carbon, mae'n gallu ymgorffori ei hun yn well yn y strwythurau garw hyn, gan ffurfio bond cryfach.
Gall y driniaeth actifadu gyflwyno digonedd o grwpiau swyddogaethol adweithiol ar wyneb y ffibr carbon. Gall y grwpiau swyddogaethol hyn ymateb yn gemegol gyda'r grwpiau swyddogaethol cyfatebol yn y deunydd matrics i ffurfio bondiau cemegol. Er enghraifft, gall triniaeth ocsideiddio gyflwyno grwpiau hydrocsyl, grwpiau carboxyl a grwpiau swyddogaethol eraill ar wyneb ffibrau carbon, a all ymateb gyda'repocsigrwpiau yn y matrics resin ac ati i ffurfio bondiau cofalent. Mae cryfder y bondio cemegol hwn yn llawer uwch na chryfder bondio corfforol, sy'n gwella'r cryfder bondio rhyngwynebol yn fawr rhwng y ffibr carbon a'r deunydd matrics.
Mae egni wyneb y ffibr carbon wedi'i actifadu hefyd yn cynyddu'n sylweddol. Mae'r cynnydd mewn egni arwyneb yn ei gwneud hi'n haws i'r ffibr carbon gael ei wlychu gan y deunydd matrics, gan hwyluso lledaenu a threiddio'r deunydd matrics ar wyneb y ffibr carbon. Yn y broses o baratoi cyfansoddion, gellir dosbarthu'r deunydd matrics yn fwy cyfartal o amgylch y ffibrau carbon i ffurfio strwythur mwy trwchus. Mae hyn nid yn unig yn gwella priodweddau mecanyddol y deunydd cyfansawdd, ond hefyd yn gwella ei briodweddau eraill, megis ymwrthedd cyrydiad a sefydlogrwydd thermol.
Mae gan ffibrau carbon actifedig luosog ar gyfer paratoi cyfansoddion ffibr carbon.
O ran priodweddau mecanyddol, y cryfder bondio rhyngwynebol rhwng yr actifedigffibrau carbonac mae'r deunydd matrics wedi'i wella'n fawr, sy'n galluogi'r cyfansoddion i drosglwyddo straen yn well pan fyddent yn destun grymoedd allanol. Mae hyn yn golygu bod priodweddau mecanyddol cyfansoddion fel cryfder a modwlws yn cael eu gwella'n sylweddol. Er enghraifft, yn y maes awyrofod, sy'n gofyn am briodweddau mecanyddol uchel iawn, mae rhannau awyrennau wedi'u gwneud â chyfansoddion ffibr carbon actifedig yn gallu gwrthsefyll mwy o lwythi hedfan a gwella diogelwch a dibynadwyedd yr awyren. Ym maes nwyddau chwaraeon, fel fframiau beic, clybiau golff, ac ati, gall cyfansoddion ffibr carbon actifedig ddarparu gwell cryfder a stiffrwydd, wrth leihau pwysau a gwella profiad yr athletwyr.
O ran ymwrthedd cyrydiad, oherwydd cyflwyno grwpiau swyddogaethol adweithiol ar wyneb ffibrau carbon actifedig, gall y grwpiau swyddogaethol hyn ffurfio bondio cemegol mwy sefydlog â'r deunydd matrics, a thrwy hynny wella ymwrthedd cyrydiad y cyfansoddion. Mewn rhai amodau amgylcheddol llym, fel yr amgylchedd morol, y diwydiant cemegol, ac ati, yr actifedigCyfansoddion ffibr carbonyn gallu gwrthsefyll erydiad cyfryngau cyrydol yn well ac ymestyn oes y gwasanaeth. Mae hyn o arwyddocâd mawr i rai offer a strwythurau a ddefnyddir mewn amgylcheddau garw am amser hir.
O ran sefydlogrwydd thermol, gall bondio rhyngwynebol da rhwng ffibr carbon wedi'i actifadu a deunydd matrics wella sefydlogrwydd thermol cyfansoddion. O dan yr amgylchedd tymheredd uchel, gall y cyfansoddion gynnal priodweddau mecanyddol gwell a sefydlogrwydd dimensiwn, ac maent yn llai tueddol o gael dadffurfiad a difrod. Mae hyn yn golygu bod gan y cyfansoddion ffibr carbon actifedig ragolygon cymwysiadau eang mewn cymwysiadau tymheredd uchel, megis rhannau injan modurol a rhannau pen poeth injan hedfan.
O ran perfformiad prosesu, mae'r ffibrau carbon actifedig wedi cynyddu gweithgaredd arwyneb a gwell cydnawsedd â'r deunydd matrics. Mae hyn yn ei gwneud hi'n haws i'r deunydd matrics ymdreiddio a gwella ar wyneb y ffibr carbon wrth baratoi'r deunydd cyfansawdd, a thrwy hynny wella effeithlonrwydd prosesu ac ansawdd y cynnyrch. Ar yr un pryd, mae dynodadwyedd y cyfansoddion ffibr carbon actifedig hefyd yn cael ei wella, gan ganiatáu iddynt gael eu haddasu ar gyfer gwahanol gymwysiadau a chwrdd ag amrywiaeth o ofynion peirianneg cymhleth.
Felly, triniaeth actifadu offibrau carbonyn gyswllt allweddol wrth baratoi cyfansoddion ffibr carbon perfformiad uchel. Trwy'r driniaeth actifadu, gellir gwella strwythur arwyneb ffibr carbon i gynyddu garwedd yr arwyneb, cyflwyno grwpiau swyddogaethol gweithredol, a gwella egni'r wyneb, er mwyn gwella'r cryfder bondio rhyngwynebol rhwng ffibr carbon a deunydd matrics, a gosod y sylfaen ar gyfer paratoi cyfansoddion ffibr carbon gyda phriodweddau mecanyddol rhagorol, sefydlogrwydd a pherfformiad thermol, gwrthiant thermol, gwrthiant thermol. Gyda chynnydd parhaus gwyddoniaeth a thechnoleg, credir y bydd technoleg actifadu ffibr carbon yn parhau i arloesi a datblygu, gan ddarparu cefnogaeth gryfach ar gyfer defnyddio cyfansoddion ffibr carbon yn eang.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (hefyd whatsapp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cyfeiriad: Rhif 398 Green Road Newydd Dosbarth Songjiang Tref Xinbang, Shanghai
Amser Post: Medi-04-2024