Në epokën e sotme të përparimit të shpejtë teknologjik, kompozitat e fibrave të karbonit po bëjnë një emër për veten e tyre në një gamë të gjerë fushash për shkak të performancës së tyre superiore. Nga aplikimet e nivelit të lartë në hapësirën ajrore deri tek nevojat ditore të mallrave sportive, kompozitat e fibrave të karbonit kanë treguar potencial të madh. Sidoqoftë, për të përgatitur kompozita të fibrave të karbonit me performancë të lartë, trajtim aktivizimi ifibra karboniështë një hap thelbësor.
Foto e mikroskopit elektronik të sipërfaqes së fibrave të karbonit
Fibra e karbonit, një material me fibra me performancë të lartë, ka shumë veti bindëse. Ajo është kryesisht e përbërë nga karboni dhe ka një strukturë të zgjatur filamentare. Nga pikëpamja e strukturës së sipërfaqes, sipërfaqja e fibrës së karbonit është relativisht e lëmuar dhe ka më pak grupe funksionale aktive. Kjo është për shkak të faktit se gjatë përgatitjes së fibrave të karbonit, karbonizimit të temperaturës së lartë dhe trajtimeve të tjera bëjnë që sipërfaqja e fibrave të karbonit të paraqesë një gjendje më inerte. Kjo pronë sipërfaqësore sjell një seri sfidash në përgatitjen e kompozitave të fibrave të karbonit.
Sipërfaqja e lëmuar e bën lidhjen midis fibrës së karbonit dhe materialit të matricës të dobët. Në përgatitjen e kompozitave, është e vështirë që materiali i matricës të formojë një lidhje të fortë në sipërfaqen efibër karboni, e cila ndikon në performancën e përgjithshme të materialit të përbërë. Së dyti, mungesa e grupeve funksionale aktive kufizon reaksionin kimik midis fibrave të karbonit dhe materialeve të matricës. Kjo e bën lidhjen ndërfaciale midis të dyve kryesisht të mbështetet në efektet fizike, siç është ngulitja mekanike, etj., E cila shpesh nuk është mjaft e qëndrueshme dhe është e prirur për ndarje kur i nënshtrohet forcave të jashtme.
Diagrami skematik i përforcimit interlayer të leckës së fibrave të karbonit nga nanotubat e karbonit
Për të zgjidhur këto probleme, trajtimi i aktivizimit të fibrave të karbonit bëhet i domosdoshëm. I aktivizuarfibra karboniTregoni ndryshime të rëndësishme në disa aspekte.
Trajtimi i aktivizimit rrit vrazhdësinë e sipërfaqes së fibrave të karbonit. Përmes oksidimit kimik, trajtimit të plazmës dhe metodave të tjera, gropa të vogla dhe grooves mund të futen në sipërfaqen e fibrave të karbonit, duke e bërë sipërfaqen e përafërt. Kjo sipërfaqe e përafërt rrit zonën e kontaktit midis fibrës së karbonit dhe materialit të substratit, i cili përmirëson lidhjen mekanike midis të dyve. Kur materiali i matricës është i lidhur me fibrën e karbonit, është më mirë në gjendje të futet në këto struktura të përafërt, duke formuar një lidhje më të fortë.
Trajtimi i aktivizimit mund të prezantojë një bollëk të grupeve funksionale reaktive në sipërfaqen e fibrës së karbonit. Këto grupe funksionale mund të reagojnë kimikisht me grupet funksionale përkatëse në materialin e matricës për të formuar lidhje kimike. Për shembull, trajtimi i oksidimit mund të prezantojë grupe hidroksil, grupe karboksil dhe grupe të tjera funksionale në sipërfaqen e fibrave të karbonit, të cilat mund të reagojnë meepoksigrupe në matricën e rrëshirës dhe kështu me radhë për të formuar lidhje kovalente. Fuqia e kësaj lidhje kimike është shumë më e lartë se ajo e lidhjes fizike, e cila përmirëson shumë forcën e lidhjes ndërfaciale midis fibrës së karbonit dhe materialit të matricës.
Energjia sipërfaqësore e fibrës së karbonit të aktivizuar gjithashtu rritet ndjeshëm. Rritja e energjisë sipërfaqësore e bën më të lehtë që fibra e karbonit të laget nga materiali i matricës, duke lehtësuar kështu përhapjen dhe depërtimin e materialit të matricës në sipërfaqen e fibrës së karbonit. Në procesin e përgatitjes së kompozitave, materiali i matricës mund të shpërndahet në mënyrë më të barabartë rreth fibrave të karbonit për të formuar një strukturë më të dendur. Kjo jo vetëm që përmirëson vetitë mekanike të materialit të përbërë, por gjithashtu përmirëson vetitë e tjera të tij, siç janë rezistenca ndaj korrozionit dhe stabiliteti termik.
Fijet e aktivizuara të karbonit kanë avantazhe të shumta për përgatitjen e përbërjeve të fibrave të karbonit.
Për sa i përket vetive mekanike, forca e lidhjes ndërfaciale midis të aktivizuarafibra karbonidhe materiali i matricës është përmirësuar shumë, gjë që u mundëson kompozitave të transferojnë më mirë streset kur i nënshtrohen forcave të jashtme. Kjo do të thotë që vetitë mekanike të kompozitave si forca dhe moduli janë përmirësuar ndjeshëm. Për shembull, në fushën e hapësirës ajrore, e cila kërkon veti mekanike jashtëzakonisht të larta, pjesët e avionëve të bëra me kompozita të aktivizuara të fibrave të karbonit janë në gjendje t'i rezistojnë ngarkesave më të mëdha të fluturimit dhe të përmirësojnë sigurinë dhe besueshmërinë e avionit. Në fushën e mallrave sportive, të tilla si kornizat e biçikletave, klubet e golfit, etj.
Për sa i përket rezistencës së korrozionit, për shkak të futjes së grupeve funksionale reaktive në sipërfaqen e fibrave të karbonit të aktivizuar, këto grupe funksionale mund të formojnë lidhje kimike më të qëndrueshme me materialin e matricës, duke përmirësuar kështu rezistencën e korrozionit të përbërjeve. Në disa kushte të ashpra mjedisore, siç është mjedisi detar, industria kimike, etj., Aktivizohetkompozitat e fibrave të karbonitmund t'i rezistojë më mirë erozionit të mediave gërryese dhe të zgjasë jetën e shërbimit. Kjo ka një rëndësi të madhe për disa pajisje dhe struktura që përdoren në mjedise të ashpra për një kohë të gjatë.
Për sa i përket stabilitetit termik, lidhja e mirë ndërfaciale midis fibrave të karbonit të aktivizuar dhe materialit të matricës mund të përmirësojë qëndrueshmërinë termike të kompozitave. Nën mjedisin e temperaturës së lartë, kompozitat mund të mbajnë veti më të mira mekanike dhe stabilitet dimensionale, dhe janë më pak të prirur për deformim dhe dëmtim. Kjo bën që kompozitat e aktivizuara të fibrave të karbonit të kenë perspektivë të gjerë të aplikimit në aplikimet me temperaturë të lartë, të tilla si pjesët e motorit automobilistik dhe pjesët e nxehta të motorit të aviacionit.
Për sa i përket performancës së përpunimit, fibrat e karbonit të aktivizuar kanë rritur aktivitetin e sipërfaqes dhe përputhshmëri më të mirë me materialin e matricës. Kjo e bën më të lehtë për materialin e matricës të infiltrojë dhe shërohet në sipërfaqen e fibrës së karbonit gjatë përgatitjes së materialit të përbërë, duke përmirësuar kështu efikasitetin e përpunimit dhe cilësinë e produktit. Në të njëjtën kohë, hartimi i përbërjeve të aktivizuara të fibrave të karbonit është gjithashtu e përmirësuar, duke i lejuar ato të personalizohen për aplikime të ndryshme dhe të plotësojnë një larmi kërkesash komplekse inxhinierike.
Prandaj, trajtimi i aktivizimit tëfibra karboniështë një lidhje kryesore në përgatitjen e kompozitave të fibrave të karbonit me performancë të lartë. Përmes trajtimit të aktivizimit, struktura sipërfaqësore e fibrës së karbonit mund të përmirësohet për të rritur vrazhdësinë e sipërfaqes, për të prezantuar grupe funksionale aktive dhe për të përmirësuar energjinë e sipërfaqes, në mënyrë që të përmirësojë forcën e lidhjes ndërfaciale midis fibrës së karbonit dhe materialit të matricës, dhe të shtrojë themelet Për përgatitjen e kompozitave të fibrave të karbonit me veti të shkëlqyera mekanike, rezistencë ndaj korrozionit, stabilitet termik dhe performancë të përpunimit. Me përparimin e vazhdueshëm të shkencës dhe teknologjisë, besohet se teknologjia e aktivizimit të fibrave të karbonit do të vazhdojë të inovojë dhe zhvillojë, duke siguruar mbështetje më të fortë për aplikimin e gjerë të kompozitave të fibrave të karbonit.
Shanghai Orisen Teknologjia e Re Materiale Co, Ltd
M: +86 18683776368 (gjithashtu WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: Nr.398 Rruga e Re e Gjelbër Xinbang Qyteti Songjiang District, Shanghai
Koha e postimit: SEP-04-2024