Yn y cyfnod 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 dyddiol nwyddau chwaraeon, mae cyfansoddion ffibr carbon wedi dangos potensial mawr. Fodd bynnag, i baratoi cyfansoddion ffibr carbon perfformiad uchel, triniaeth activation offibrau carbonyn gam hollbwysig.
Darlun microsgop electron wyneb ffibr carbon
Mae gan ffibr carbon, deunydd ffibr perfformiad uchel, lawer o briodweddau cymhellol. Mae'n cynnwys carbon yn bennaf ac mae ganddo strwythur ffilamentaidd hirgul. O safbwynt y strwythur wyneb, mae wyneb ffibr carbon yn gymharol llyfn ac mae ganddo lai o grwpiau swyddogaethol gweithredol. Mae hyn oherwydd y ffaith, wrth baratoi ffibrau carbon, bod carbonoli tymheredd uchel a thriniaethau eraill yn gwneud wyneb ffibrau carbon yn gyflwr 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 diffyg grwpiau gweithredol gweithredol yn cyfyngu ar yr adwaith cemegol rhwng ffibrau carbon a deunyddiau matrics. Mae hyn yn golygu bod y bondio rhyngwynebol rhwng y ddau yn dibynnu'n bennaf ar effeithiau corfforol, megis mewnosod 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, mae angen triniaeth activation o ffibrau carbon. Wedi'i actifaduffibrau carbondangos newidiadau sylweddol mewn sawl agwedd.
Mae triniaeth actifadu yn cynyddu garwedd wyneb ffibrau carbon. Trwy ocsidiad cemegol, triniaeth plasma a dulliau eraill, gellir ysgythru pyllau a rhigolau bach i wyneb ffibrau carbon, gan wneud yr wyneb 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 fondio â'r ffibr carbon, mae'n well gallu ymgorffori ei hun yn y strwythurau garw hyn, gan ffurfio bond cryfach.
Gall y driniaeth actifadu gyflwyno digonedd o grwpiau gweithredol adweithiol ar wyneb y ffibr carbon. Gall y grwpiau swyddogaethol hyn adweithio'n gemegol â'r grwpiau swyddogaethol cyfatebol yn y deunydd matrics i ffurfio bondiau cemegol. Er enghraifft, gall triniaeth ocsideiddio gyflwyno grwpiau hydroxyl, grwpiau carboxyl a grwpiau swyddogaethol eraill ar wyneb ffibrau carbon, a all adweithio gyda'repocsigrwpiau yn y matrics resin ac yn y blaen i ffurfio bondiau cofalent. Mae cryfder y bondio cemegol hwn yn llawer uwch na chryfder bondio corfforol, sy'n gwella'n fawr y cryfder bondio rhyngwyneb rhwng y ffibr carbon a'r deunydd matrics.
Mae egni wyneb y ffibr carbon activated hefyd yn cynyddu'n sylweddol. Mae'r cynnydd mewn ynni arwyneb yn ei gwneud hi'n haws i'r ffibr carbon gael ei wlychu gan y deunydd matrics, gan hwyluso lledaeniad a threiddiad y 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 fanteision lluosog ar gyfer paratoi cyfansoddion ffibr carbon.
O ran priodweddau mecanyddol, cryfder bondio interfacial rhwng y activatedffibrau carbonac mae'r deunydd matrics wedi'i wella'n fawr, sy'n galluogi'r cyfansoddion i drosglwyddo straen yn well pan fyddant yn destun grymoedd allanol. Mae hyn yn golygu bod priodweddau mecanyddol cyfansoddion megis cryfder a modwlws yn cael eu gwella'n sylweddol. Er enghraifft, yn y maes awyrofod, sy'n gofyn am eiddo mecanyddol hynod o uchel, mae rhannau awyrennau wedi'u gwneud â chyfansoddion ffibr carbon activated yn gallu gwrthsefyll llwythi hedfan mwy a gwella diogelwch a dibynadwyedd yr awyren. Ym maes nwyddau chwaraeon, megis fframiau beiciau, clybiau golff, ac ati, gall cyfansoddion ffibr carbon activated ddarparu gwell cryfder ac anystwythder, tra'n lleihau pwysau a gwella profiad yr athletwyr.
O ran ymwrthedd cyrydiad, oherwydd cyflwyniad grwpiau swyddogaethol adweithiol ar wyneb ffibrau carbon activated, gall y grwpiau swyddogaethol hyn ffurfio bondio cemegol mwy sefydlog gyda'r deunydd matrics, gan wella ymwrthedd cyrydiad y cyfansoddion. Mewn rhai amodau amgylcheddol llym, megis yr amgylchedd morol, diwydiant cemegol, ac ati, y activatedcyfansoddion ffibr carbonyn gallu gwrthsefyll erydiad cyfryngau cyrydol yn well ac ymestyn oes y gwasanaeth. Mae hyn yn arwyddocaol iawn ar gyfer rhai offer a strwythurau a ddefnyddir mewn amgylcheddau garw am amser hir.
O ran sefydlogrwydd thermol, gall bondio rhyngwyneb da rhwng ffibr carbon wedi'i actifadu a deunydd matrics wella sefydlogrwydd thermol cyfansoddion. O dan yr amgylchedd tymheredd uchel, gall y cyfansoddion gynnal gwell priodweddau mecanyddol a sefydlogrwydd dimensiwn, ac maent yn llai tebygol o gael eu dadffurfio a'u difrodi. Mae hyn yn golygu bod gan y cyfansoddion ffibr carbon activated ragolygon cais eang mewn cymwysiadau tymheredd uchel, megis rhannau injan modurol a rhannau pen poeth injan hedfan.
O ran perfformiad prosesu, mae'r ffibrau carbon activated wedi cynyddu gweithgaredd arwyneb a chydnawsedd gwell 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, gan wella effeithlonrwydd prosesu ac ansawdd y cynnyrch. Ar yr un pryd, mae dyluniad y cyfansoddion ffibr carbon wedi'i actifadu hefyd yn cael ei wella, gan ganiatáu iddynt gael eu haddasu ar gyfer gwahanol gymwysiadau ac i fodloni amrywiaeth o ofynion peirianneg cymhleth.
Felly, triniaeth activation offibrau carbonyn gyswllt allweddol wrth baratoi cyfansoddion ffibr carbon perfformiad uchel. Trwy'r driniaeth actifadu, gellir gwella strwythur wyneb ffibr carbon i gynyddu'r garwedd arwyneb, cyflwyno grwpiau gweithredol gweithredol, a gwella'r egni arwyneb, er mwyn gwella'r cryfder bondio rhyngwyneb rhwng ffibr carbon a deunydd matrics, a gosod y sylfaen. ar gyfer paratoi cyfansoddion ffibr carbon gyda phriodweddau mecanyddol rhagorol, ymwrthedd cyrydiad, sefydlogrwydd thermol a pherfformiad prosesu. 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 cymhwyso cyfansoddion ffibr carbon yn eang.
Mae Shanghai Orisen New Material Technology Co, Ltd
M: +86 18683776368 (hefyd whatsapp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Cyfeiriad: RHIF.398 Ffordd Werdd Newydd Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Amser postio: Medi-04-2024