En la hodiaŭa epoko de rapida teknologia progreso, karbonfibraj kunmetaĵoj faras nomon en ampleksa gamo de kampoj pro sia supera rendimento. De altnivelaj aplikoj en aerospaco ĝis la ĉiutagaj bezonoj de sportvaroj, karbonfibraj kunmetaĵoj montris grandan potencialon. Tamen, por prepari alt-efikeca karbono fibro komponaĵoj, aktivigo traktado dekarbonfibrojestas decida paŝo.
Karbonfibra surfaca elektrona mikroskopa bildo
Karbonfibro, alt-efikeca fibra materialo, havas multajn konvinkajn trajtojn. Ĝi estas plejparte kunmetita de karbono kaj havas longforman filamentan strukturon. El la vidpunkto de la surfaca strukturo, la surfaco de karbonfibro estas relative glata kaj havas malpli da aktivaj funkciaj grupoj. Ĉi tio estas pro la fakto, ke dum la preparado de karbonfibroj, alt-temperatura karboniĝo kaj aliaj traktadoj igas la surfacon de karbonfibroj prezenti pli inertan staton. Ĉi tiu surfaca posedaĵo alportas serion de defioj al la preparado de karbonfibraj kunmetaĵoj.
La glata surfaco malfortigas la ligon inter karbonfibro kaj matrica materialo. En la preparado de kunmetaĵoj, estas malfacile por la matrica materialo formi fortan ligon sur la surfaco de lakarbonfibro, kiu influas la ĝeneralan agadon de la kunmetita materialo. Due, la manko de aktivaj funkciaj grupoj limigas la kemian reakcion inter karbonfibroj kaj matricaj materialoj. Tio igas la interfacan ligon inter la du plejparte fidi sur fizikaj efikoj, kiel ekzemple mekanika enkonstruado, ktp., kiu ofte estas ne sufiĉe stabila kaj estas ema al apartigo kiam submetita al eksteraj fortoj.
Skema diagramo de intertavola plifortikigo de karbonfibroŝtofo per karbonaj nanotuboj
Por solvi ĉi tiujn problemojn, aktivigas traktadon de karbonfibroj iĝas necesa. Aktivigitakarbonfibrojmontri signifajn ŝanĝojn en pluraj aspektoj.
Aktiviga traktado pliigas la surfacan malglatecon de karbonfibroj. Per kemia oksigenado, plasma traktado kaj aliaj metodoj, etaj kavoj kaj kaneloj povas esti gravuritaj en la surfacon de karbonfibroj, igante la surfacon malglata. Ĉi tiu malglata surfaco pliigas la kontaktan areon inter la karbonfibro kaj la substrata materialo, kio plibonigas la mekanikan ligon inter la du. Kiam la matrica materialo estas ligita al la karbonfibro, ĝi povas pli bone enigi sin en ĉi tiujn malglatajn strukturojn, formante pli fortan ligon.
La aktiviga traktado povas enkonduki abundon da reaktivaj funkciaj grupoj sur la surfaco de la karbonfibro. Tiuj funkciaj grupoj povas reagi kemie kun la ekvivalentaj funkciaj grupoj en la matrica materialo por formi kemiajn ligojn. Ekzemple, oksigenada 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 ligo estas multe pli alta ol tiu de fizika ligado, kiu multe plibonigas la interfacan ligadon inter la karbonfibro kaj la matrica materialo.
La surfaca energio de la aktivkarbona fibro ankaŭ signife pliiĝas. La pliiĝo en surfaca energio faciligas por la karbonfibro esti malsekigita per la matrica materialo, tiel faciligante la disvastiĝon kaj penetron de la matrica materialo sur la surfaco de la karbonfibro. En la procezo de preparado de kunmetaĵoj, 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 komponigita materialo, sed ankaŭ plibonigas ĝiajn aliajn ecojn, kiel koroda rezisto kaj termika stabileco.
Aktivkarbonfibroj havas multoblajn avantaĝojn por la preparado de karbonfibrkunmetaĵoj.
En terminoj de mekanikaj propraĵoj, la interfacial ligado forto inter la aktivigitakarbonfibrojkaj la matrica materialo estas multe plibonigita, kio ebligas al la kunmetaĵoj pli bone translokigi streĉojn kiam submetitaj al eksteraj fortoj. Tio signifas ke la mekanikaj trajtoj de kunmetaĵoj kiel ekzemple forto kaj modulo estas signife plibonigitaj. Ekzemple, en la aerospaca kampo, kiu postulas ekstreme altajn mekanikajn ecojn, aviadilpartoj faritaj kun aktivkarbonaj fibro-kunmetaĵoj kapablas elteni pli grandajn flugŝarĝojn kaj plibonigi la sekurecon kaj fidindecon de la aviadilo. En la kampo de sportaj varoj, kiel ekzemple biciklokadroj, golfkluboj, ktp., aktivigitaj karbonfibraj kunmetaĵoj povas provizi pli bonan forton kaj rigidecon, reduktante pezon kaj plibonigante la sperton de la atletoj.
Koncerne al koroda rezisto, pro la enkonduko de reaktivaj funkciaj grupoj sur la surfaco de aktivigitaj karbonaj fibroj, ĉi tiuj funkciaj grupoj povas formi pli stabilan kemian ligon kun la matrica materialo, tiel plibonigante la korodan reziston de la kunmetaĵoj. En iuj severaj mediaj kondiĉoj, kiel la mara medio, kemia industrio, ktp, la aktivigitakarbonfibraj kunmetaĵojpovas pli bone rezisti la erozion de koroda amaskomunikilaro kaj plilongigi la servodaŭron. Ĉi tio estas de granda signifo por iuj ekipaĵoj kaj strukturoj, kiuj estas uzataj en severaj medioj dum longa tempo.
Koncerne al termika stabileco, bona interfaca ligo inter aktivigita karbonfibro kaj matrica materialo povas plibonigi la termikan stabilecon de kunmetaĵoj. Sub la alta temperatura medio, la kunmetaĵoj povas konservi pli bonajn mekanikajn ecojn kaj dimensian stabilecon, kaj estas malpli inklinaj al deformado kaj damaĝo. Ĉi tio faras, ke la aktivigita karbonfibro-kunmetaĵoj havas larĝajn aplikajn perspektivojn en alt-temperaturaj aplikoj, kiel ekzemple aŭtmotorpartoj kaj aviadmotoraj varmaj partoj.
Koncerne al prilaborado, la aktivigitaj karbonaj fibroj pliigis surfacan aktivecon kaj pli bonan kongruon kun la matrica materialo. Ĉi tio faciligas al la matrica materialo infiltri kaj kuraci sur la surfaco de la karbonfibro dum la preparado de la kompona materialo, tiel plibonigante la pretigan efikecon kaj produktan kvaliton. Samtempe, la dezajnebleco de la aktivigita karbonfibro-kunmetaĵoj ankaŭ estas plifortigita, permesante al ili esti personecigitaj por malsamaj aplikoj kaj plenumi diversajn kompleksajn inĝenierajn postulojn.
Sekve, aktivigo traktado dekarbonfibrojestas ŝlosila ligo en la preparado de alt-efikecaj karbonfibraj kunmetaĵoj. 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 ligan forton inter karbonfibro kaj matrica materialo, kaj meti la fundamenton. por la preparado de karbonfibraj komponaĵoj kun bonegaj mekanikaj propraĵoj, koroda rezisto, termika stabileco kaj prilaborado. Kun la kontinua progreso de scienco kaj teknologio, oni kredas, ke karbona fibro-aktiviga teknologio daŭre noviĝos kaj disvolvos, provizante pli fortan subtenon por la larĝa apliko de karbonfibraj kunmetaĵoj.
Ŝanhajo Orisen Nova Materiala Teknologio Co., Ltd
M: +86 18683776368 (ankaŭ whatsapp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adreso: NO.398 Nova Verda Vojo Xinbang Urbeto Songjiang Distrikto, Ŝanhajo
Afiŝtempo: Sep-04-2024