Katika enzi ya leo ya maendeleo ya haraka ya kiteknolojia, misombo ya nyuzi za kaboni inajipatia jina katika nyanja mbalimbali kutokana na utendakazi wao bora. Kuanzia matumizi ya hali ya juu katika anga hadi mahitaji ya kila siku ya bidhaa za michezo, composites za nyuzi za kaboni zimeonyesha uwezo mkubwa. Hata hivyo, kuandaa high-utendaji carbon fiber composites, uanzishaji matibabu yanyuzi za kabonini hatua muhimu.
Picha ya hadubini ya elektroni ya uso wa nyuzi za kaboni
Fiber ya kaboni, nyenzo ya juu ya utendaji wa nyuzi, ina mali nyingi za kulazimisha. Inaundwa hasa na kaboni na ina muundo wa filamentary uliopanuliwa. Kutoka kwa mtazamo wa muundo wa uso, uso wa nyuzi za kaboni ni laini na ina makundi machache ya kazi. Hii ni kutokana na ukweli kwamba wakati wa maandalizi ya nyuzi za kaboni, carbonization ya juu ya joto na matibabu mengine hufanya uso wa nyuzi za kaboni kuwa hali ya inert zaidi. Mali hii ya uso huleta mfululizo wa changamoto kwa utayarishaji wa composites za nyuzinyuzi za kaboni.
Uso laini hufanya dhamana kati ya nyuzi za kaboni na nyenzo za matrix kuwa dhaifu. Katika utayarishaji wa mchanganyiko, ni ngumu kwa nyenzo za matrix kuunda dhamana kali juu ya uso wafiber kaboni, ambayo huathiri utendaji wa jumla wa nyenzo za mchanganyiko. Pili, ukosefu wa vikundi vinavyofanya kazi huzuia mmenyuko wa kemikali kati ya nyuzi za kaboni na nyenzo za matrix. Hii hufanya muunganisho wa baina ya nyuso mbili hutegemea hasa athari za kimwili, kama vile upachikaji wa kimitambo, n.k., ambao mara nyingi si dhabiti vya kutosha na hukabiliwa na utengano unapoathiriwa na nguvu za nje.
Mchoro wa mpangilio wa uimarishaji wa interlayer wa kitambaa cha nyuzi za kaboni na nanotubes za kaboni
Ili kutatua matatizo haya, matibabu ya uanzishaji wa nyuzi za kaboni inakuwa muhimu. Imewashwanyuzi za kabonionyesha mabadiliko makubwa katika nyanja kadhaa.
Matibabu ya uanzishaji huongeza ukali wa uso wa nyuzi za kaboni. Kupitia oxidation ya kemikali, matibabu ya plasma na njia nyingine, mashimo madogo na grooves inaweza kuingizwa kwenye uso wa nyuzi za kaboni, na kufanya uso kuwa mbaya. Uso huu mbaya huongeza eneo la mawasiliano kati ya nyuzi za kaboni na nyenzo za substrate, ambayo inaboresha dhamana ya mitambo kati ya hizo mbili. Wakati nyenzo za matrix zimeunganishwa kwa nyuzi za kaboni, ni bora zaidi kujipachika kwenye miundo hii mbaya, na kutengeneza dhamana yenye nguvu zaidi.
Tiba ya kuwezesha inaweza kuanzisha wingi wa vikundi tendaji tendaji kwenye uso wa nyuzi kaboni. Vikundi hivi vinavyofanya kazi vinaweza kuitikia kemikali na vikundi vya utendaji vinavyolingana katika nyenzo ya matriki kuunda vifungo vya kemikali. Kwa mfano, matibabu ya oxidation yanaweza kuanzisha vikundi vya haidroksili, vikundi vya kaboksili na vikundi vingine vya kazi kwenye uso wa nyuzi za kaboni, ambazo zinaweza kuguswa naepoksivikundi katika tumbo la resin na kadhalika kuunda vifungo vya ushirika. Nguvu ya kuunganisha kemikali hii ni kubwa zaidi kuliko ile ya kuunganisha kimwili, ambayo inaboresha sana nguvu ya kuunganisha kati ya nyuzi za kaboni na nyenzo za matrix.
Nishati ya uso wa nyuzi za kaboni iliyoamilishwa pia huongezeka kwa kiasi kikubwa. Kuongezeka kwa nishati ya uso hufanya iwe rahisi kwa nyuzi za kaboni kuloweshwa na nyenzo za matrix, hivyo kuwezesha kuenea na kupenya kwa nyenzo za matrix kwenye uso wa fiber kaboni. Katika mchakato wa kuandaa composites, nyenzo za matrix zinaweza kusambazwa sawasawa karibu na nyuzi za kaboni ili kuunda muundo mnene zaidi. Hii sio tu inaboresha mali ya mitambo ya nyenzo zenye mchanganyiko, lakini pia inaboresha sifa zake zingine, kama vile upinzani wa kutu na utulivu wa joto.
Nyuzi za kaboni zilizoamilishwa zina faida nyingi kwa ajili ya maandalizi ya composites ya fiber kaboni.
Kwa upande wa mali mitambo, interfacial bonding nguvu kati ya ulioamilishwanyuzi za kabonina nyenzo za matrix zimeboreshwa sana, ambayo huwezesha composites kuhamisha mikazo bora zaidi wakati inakabiliwa na nguvu za nje. Hii inamaanisha kuwa sifa za kiufundi za composites kama vile nguvu na moduli zimeboreshwa kwa kiasi kikubwa. Kwa mfano, katika uwanja wa anga, ambao unahitaji sifa za hali ya juu sana za kiufundi, sehemu za ndege zilizotengenezwa kwa misombo ya nyuzi za kaboni iliyoamilishwa zinaweza kuhimili mizigo mikubwa ya ndege na kuboresha usalama na kutegemewa kwa ndege. Katika uwanja wa bidhaa za michezo, kama vile fremu za baiskeli, vilabu vya gofu, n.k., composites za nyuzinyuzi za kaboni zilizoamilishwa zinaweza kutoa nguvu na ugumu bora, huku zikipunguza uzito na kuboresha uzoefu wa wanariadha.
Kwa upande wa upinzani wa kutu, kwa sababu ya kuanzishwa kwa vikundi vya utendaji tendaji kwenye uso wa nyuzi za kaboni iliyoamilishwa, vikundi hivi vya kazi vinaweza kuunda uhusiano thabiti zaidi wa kemikali na nyenzo za matrix, na hivyo kuboresha upinzani wa kutu wa composites. Katika baadhi ya hali mbaya ya mazingira, kama vile mazingira ya baharini, sekta ya kemikali, nk, ulioamilishwamisombo ya nyuzi za kaboniinaweza kupinga bora mmomonyoko wa vyombo vya habari vya babuzi na kupanua maisha ya huduma. Hii ni ya umuhimu mkubwa kwa baadhi ya vifaa na miundo ambayo hutumiwa katika mazingira magumu kwa muda mrefu.
Kwa upande wa uthabiti wa joto, muunganisho mzuri wa kipenyo kati ya nyuzinyuzi za kaboni iliyoamilishwa na nyenzo za matriki zinaweza kuboresha uthabiti wa mafuta wa composites. Chini ya mazingira ya joto la juu, composites inaweza kudumisha mali bora ya mitambo na utulivu wa dimensional, na ni chini ya kukabiliwa na deformation na uharibifu. Hii hufanya composites za nyuzinyuzi za kaboni kuwa na matarajio mapana ya matumizi katika matumizi ya halijoto ya juu, kama vile sehemu za injini za magari na sehemu za mwisho za moto za injini ya anga.
Kwa upande wa utendaji wa usindikaji, nyuzi za kaboni zilizoamilishwa zimeongeza shughuli za uso na utangamano bora na nyenzo za matrix. Hii hurahisisha nyenzo za matrix kupenya na kuponya kwenye uso wa nyuzi za kaboni wakati wa utayarishaji wa nyenzo zenye mchanganyiko, na hivyo kuboresha ufanisi wa usindikaji na ubora wa bidhaa. Wakati huo huo, muundo wa composites za nyuzi za kaboni iliyoamilishwa pia huimarishwa, na kuziruhusu kubinafsishwa kwa matumizi tofauti na kukidhi mahitaji anuwai ya uhandisi.
Kwa hiyo, uanzishaji matibabu yanyuzi za kabonini kiungo muhimu katika utayarishaji wa composites za nyuzi za kaboni zenye utendaji wa juu. Kupitia matibabu ya kuwezesha, muundo wa uso wa nyuzi za kaboni unaweza kuboreshwa ili kuongeza ukali wa uso, kuanzisha vikundi vya kazi vinavyofanya kazi, na kuboresha nishati ya uso, ili kuboresha nguvu ya kuunganisha kati ya nyuzi za kaboni na nyenzo za tumbo, na kuweka msingi. kwa ajili ya maandalizi ya misombo ya nyuzi za kaboni na sifa bora za mitambo, upinzani wa kutu, utulivu wa joto na utendaji wa usindikaji. Pamoja na maendeleo endelevu ya sayansi na teknolojia, inaaminika kuwa teknolojia ya kuwezesha nyuzinyuzi kaboni itaendelea kuvumbua na kuendeleza, ikitoa usaidizi mkubwa kwa matumizi mapana ya misombo ya nyuzi kaboni.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368(pia whatsapp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Anwani: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District,Shanghai
Muda wa kutuma: Sep-04-2024