מדוע להפעיל סיבי פחמן להכנת מרוכבים של סיבי פחמן?

בעידן ההתקדמות הטכנולוגית המהירה של ימינו, מרוכבים של סיבי פחמן עושים לעצמם שם במגוון רחב של שדות בגלל הביצועים המעולים שלהם. מיישומים מתקדמים בחלל וחלל ועד הצרכים היומיומיים של מוצרי ספורט, מרוכבים סיבי פחמן הראו פוטנציאל רב. עם זאת, כדי להכין מרוכבים עם סיבי פחמן בעלי ביצועים גבוהים, טיפול בהפעלהסיבי פחמןהוא צעד מכריע.

 תמונת מיקרוסקופ של סיבי פחמן של סיבי פחמן

סיבי פחמן, חומר סיבים בעל ביצועים גבוהים, יש תכונות משכנעות רבות. הוא מורכב בעיקר מפחמן ובעל מבנה נימה מוארך. מנקודת המבט של מבנה השטח, פני השטח של סיבי הפחמן חלק יחסית ויש לו פחות קבוצות פונקציונליות פעילות. זה נובע מהעובדה שבמהלך הכנת סיבי פחמן, פחמימות בטמפרטורה גבוהה וטיפולים אחרים הופכים את פני סיבי הפחמן למצב אינרטי יותר. מאפיין פני השטח הזה מביא סדרה של אתגרים להכנת מרוכבים של סיבי פחמן.

המשטח החלק הופך את הקשר בין סיבי פחמן לחומר המטריקס לחלש. בהכנת מרוכבים, קשה לחומר המטריצה ​​ליצור קשר חזק על פני השטח שלסיבי פחמןהמשפיע על הביצועים הכוללים של החומר המורכב. שנית, היעדר קבוצות פונקציונליות פעילות מגביל את התגובה הכימית בין סיבי פחמן וחומרי מטריצה. זה הופך את המליטה הממשקית בין השניים בעיקר להסתמך על השפעות פיזיות, כמו הטמעה מכנית וכו ', שלעתים קרובות אינה יציבה מספיק והיא מועדת להפרדה כאשר היא נתונה לכוחות חיצוניים.

תרשים סכמטי של חיזוק בין שכבות של בד סיבי פחמן על ידי צינורות פחמן

על מנת לפתור בעיות אלה, הטיפול בהפעלה בסיבי פחמן הופך להיות הכרחי. מוּפעָלסיבי פחמןמראים שינויים משמעותיים בכמה היבטים.

טיפול בהפעלה מגדיל את חספוס פני השטח של סיבי פחמן. באמצעות חמצון כימי, טיפול בפלזמה ושיטות אחרות, ניתן לחרוט בורות וחריצים זעירים אל פני השטח של סיבי פחמן, מה שהופך את פני השטח לחוסמים. משטח מחוספס זה מגדיל את שטח המגע בין סיבי הפחמן לחומר המצע, המשפר את הקשר המכני בין השניים. כאשר חומר המטריצה ​​קשור לסיבי הפחמן, הוא מסוגל יותר להטמיע את עצמו במבנים גסים אלה, ויוצר קשר חזק יותר.

הטיפול בהפעלה יכול להכניס שפע של קבוצות פונקציונליות תגוביות על פני סיבי הפחמן. קבוצות פונקציונליות אלה יכולות להגיב כימית עם הקבוצות התפקודיות המתאימות בחומר המטריצה ​​ליצירת קשרים כימיים. לדוגמה, טיפול בחמצון יכול להכניס קבוצות הידרוקסיל, קבוצות קרבוקסיל וקבוצות פונקציונליות אחרות על פני סיבי הפחמן, שיכולים להגיב עםאפוקסיקבוצות במטריקס השרף וכן הלאה ליצור קשרים קוולנטיים. חוזקו של מליטה כימית זו גבוהה בהרבה מזו של מליטה פיזית, המשפרת מאוד את חוזק ההדבקה הממשקית בין סיבי הפחמן לחומר המטריצה.

אנרגיית השטח של סיבי הפחמן המופעלים עולה גם היא באופן משמעותי. העלייה באנרגיית השטח מקלה על הרטבה של סיבי הפחמן על ידי חומר המטריצה, ובכך להקל על התפשטות וחדירתו של חומר המטריצה ​​על פני סיבי הפחמן. בתהליך הכנת מרוכבים, ניתן להפיץ באופן שווה יותר את חומר המטריצה ​​סביב סיבי הפחמן ליצירת מבנה צפוף יותר. זה לא רק משפר את התכונות המכניות של החומר המורכב, אלא גם משפר את תכונותיו האחרות, כמו עמידות בפני קורוזיה ויציבות תרמית.

לסיבי פחמן מופעלים יתרונות מרובים להכנת מרוכבים של סיבי פחמן.

מבחינת תכונות מכניות, חוזק הקשר בין הממשק בין המופעלסיבי פחמןוחומר המטריצה ​​משופר מאוד, המאפשר למרכיבים להעביר לחץ טוב יותר כאשר הוא נתון לכוחות חיצוניים. משמעות הדבר היא כי התכונות המכניות של מרוכבים כמו חוזק ומודולוס משופרים משמעותית. לדוגמה, בשדה התעופה והחלל, הדורש תכונות מכניות גבוהות במיוחד, חלקי מטוסים המיוצרים עם מרוכבים של סיבי פחמן מופעלים מסוגלים לעמוד בעומסי טיסה גדולים יותר ולשפר את הבטיחות והאמינות של המטוס. בתחום מוצרי הספורט, כמו מסגרות אופניים, מועדוני גולף וכו ', מרוכבים מפעילים סיבי פחמן יכולים לספק כוח ונוקשות טובים יותר, תוך הפחתת משקל ושיפור חוויית הספורטאים.

מבחינת עמידות בפני קורוזיה, עקב הצגת קבוצות פונקציונליות תגוביות על פני סיבי פחמן מופעלים, קבוצות פונקציונליות אלה יכולות ליצור קשרים כימיים יציבים יותר עם חומר המטריצה, ובכך לשפר את עמידות הקורוזיה של המרכיבים. בכמה תנאים סביבתיים קשים, כמו הסביבה הימית, התעשייה הכימית וכו ', המופעליםמרוכבים של סיבי פחמןיכול להתנגד טוב יותר לשחיקת המדיה המאכלת ולהאריך את חיי השירות. יש לכך משמעות רבה עבור ציוד ומבנים מסוימים המשמשים בסביבות קשות במשך זמן רב.

מבחינת היציבות התרמית, קשירת ממשק טובה בין סיבי פחמן מופעלים לחומר מטריצה ​​יכולה לשפר את היציבות התרמית של מרוכבים. תחת סביבת הטמפרטורה הגבוהה, המרכיבים יכולים לשמור על תכונות מכניות טובות יותר ויציבות ממדית, והם פחות מועדים לעיוות ונזק. זה הופך את המרוכבים המופעלים על סיבי פחמן יש סיכויי יישום רחבים ביישומים בטמפרטורה גבוהה, כגון חלקי מנוע רכב וחלקי סיום חמים של מנוע תעופה.

מבחינת ביצועי העיבוד, סיבי הפחמן המופעלים הגדילו את פעילות השטח ותאימות טובה יותר לחומר המטריצה. זה מקל על חומר המטריצה ​​להסתנן ולרפא על פני סיבי הפחמן במהלך הכנת החומר המורכב, ובכך לשפר את יעילות העיבוד ואיכות המוצר. במקביל, משופרת גם יכולת העיצוב של מרוכבי סיבי הפחמן המופעלים, ומאפשרת להתאים אותם ליישומים שונים ולעמוד במגוון דרישות הנדסיות מורכבות.

לכן, טיפול בהפעלה בסיבי פחמןהוא קישור מרכזי בהכנת מרוכבים בסיבי פחמן בעלי ביצועים גבוהים. באמצעות הטיפול בהפעלה, ניתן לשפר את מבנה השטח של סיבי פחמן כדי להגביר את חספוס פני השטח, להציג קבוצות פונקציונליות פעילות ולשפר את אנרגיית השטח, כדי לשפר את חוזק ההדבקה הממשקית בין סיבי פחמן לחומר מטריקס, ולהניח את הבסיס לתכשיר של סיבי פחמן עם תכונות מכניות מצוינות, עמידות בפני קורוזיה, יציבות תרמית ועיבוד ביצועים. עם ההתקדמות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, ההערכה היא כי טכנולוגיית ההפעלה של סיבי פחמן תמשיך לחדש ולהתפתח, ותספק תמיכה חזקה יותר ליישום רחב של מרוכבים של סיבי פחמן.

Shanghai Orisen Technology Technology Co. בע"מ
M: +86 18683776368 (גם WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
כתובת: No.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai