Teknolojinin hızla ilerlediği günümüz çağında, karbon fiber kompozitler üstün performansları nedeniyle pek çok alanda adından söz ettiriyor. Havacılık ve uzay alanındaki üst düzey uygulamalardan spor malzemelerinin günlük ihtiyaçlarına kadar, karbon fiber kompozitler büyük potansiyel göstermiştir. Ancak yüksek performanslı karbon fiber kompozitler hazırlamak için aktivasyon işlemikarbon lifleriçok önemli bir adımdır.
Karbon fiber yüzey elektron mikroskobu resmi
Yüksek performanslı bir fiber malzeme olan karbon fiberin birçok ilgi çekici özelliği vardır. Esas olarak karbondan oluşur ve uzun filamentli bir yapıya sahiptir. Yüzey yapısı açısından karbon fiberin yüzeyi nispeten pürüzsüzdür ve daha az aktif fonksiyonel gruba sahiptir. Bunun nedeni, karbon fiberlerin hazırlanması sırasında yüksek sıcaklıkta karbonizasyon ve diğer işlemlerin, karbon fiberlerin yüzeyini daha atıl bir duruma getirmesidir. Bu yüzey özelliği, karbon fiber kompozitlerin hazırlanmasında bir dizi zorluğu beraberinde getirir.
Pürüzsüz yüzey, karbon fiber ile matris malzemesi arasındaki bağı zayıflatır. Kompozitlerin hazırlanmasında matris malzemesinin yüzeyde güçlü bir bağ oluşturması zordur.karbon fiberBu da kompozit malzemenin genel performansını etkiler. İkinci olarak, aktif fonksiyonel grupların eksikliği, karbon fiberler ve matris malzemeleri arasındaki kimyasal reaksiyonu sınırlandırmaktadır. Bu, ikisi arasındaki arayüzey bağının çoğunlukla mekanik gömme vb. gibi fiziksel etkilere dayanmasına neden olur; bu da genellikle yeterince stabil değildir ve dış kuvvetlere maruz kaldığında ayrılmaya eğilimlidir.
Karbon fiber kumaşın karbon nanotüplerle ara katman takviyesinin şematik diyagramı
Bu sorunların çözümü için karbon fiberlerin aktivasyon işlemi gerekli hale gelmektedir. Etkinleştirildikarbon lifleribirçok açıdan önemli değişiklikler göstermektedir.
Aktivasyon işlemi karbon fiberlerin yüzey pürüzlülüğünü arttırır. Kimyasal oksidasyon, plazma işlemi ve diğer yöntemlerle, karbon fiberlerin yüzeyine küçük çukurlar ve oyuklar kazınarak yüzey pürüzlü hale getirilebilir. Bu pürüzlü yüzey, karbon fiber ile alt tabaka malzemesi arasındaki temas alanını arttırır ve bu da ikisi arasındaki mekanik bağı geliştirir. Matris malzemesi karbon fibere bağlandığında, kendisini bu kaba yapılara daha iyi gömebilir ve daha güçlü bir bağ oluşturabilir.
Aktivasyon işlemi, karbon fiberin yüzeyine bol miktarda reaktif fonksiyonel grup katabilir. Bu fonksiyonel gruplar, matris materyalindeki karşılık gelen fonksiyonel gruplarla kimyasal olarak reaksiyona girerek kimyasal bağlar oluşturabilir. Örneğin, oksidasyon işlemi, karbon fiberlerin yüzeyine hidroksil gruplarını, karboksil gruplarını ve diğer fonksiyonel grupları katabilir; bunlar, karbon fiberlerle reaksiyona girebilir.epoksikovalent bağlar oluşturmak için reçine matrisindeki gruplar vb. Bu kimyasal bağlanmanın gücü, karbon fiber ile matris malzemesi arasındaki arayüzey bağlanma gücünü büyük ölçüde artıran fiziksel bağlanmanınkinden çok daha yüksektir.
Aktif karbon fiberin yüzey enerjisi de önemli ölçüde artar. Yüzey enerjisindeki artış, karbon fiberin matris malzemesi tarafından ıslanmasını kolaylaştırarak matris malzemesinin karbon fiber yüzeyine yayılmasını ve nüfuz etmesini kolaylaştırır. Kompozit hazırlama sürecinde matris malzemesi karbon fiberlerin etrafına daha eşit şekilde dağıtılarak daha yoğun bir yapı oluşturulabilir. Bu sadece kompozit malzemenin mekanik özelliklerini geliştirmekle kalmaz, aynı zamanda korozyon direnci ve termal stabilite gibi diğer özelliklerini de geliştirir.
Aktif karbon fiberlerin, karbon fiber kompozitlerin hazırlanmasında birçok avantajı vardır.
Mekanik özellikler açısından aktifleştirilmiş malzemeler arasındaki arayüzey bağlanma kuvvetikarbon liflerive matris malzemesi büyük ölçüde iyileştirilmiştir, bu da kompozitlerin dış kuvvetlere maruz kaldığında gerilimleri daha iyi aktarabilmesini sağlar. Bu, kompozitlerin mukavemet ve modül gibi mekanik özelliklerinin önemli ölçüde iyileştirildiği anlamına gelir. Örneğin, son derece yüksek mekanik özellikler gerektiren havacılık alanında, aktif karbon fiber kompozitlerden yapılan uçak parçaları, daha büyük uçuş yüklerine dayanabilir ve uçağın güvenliğini ve güvenilirliğini artırabilir. Bisiklet çerçeveleri, golf sopaları vb. gibi spor malzemeleri alanında, aktif karbon fiber kompozitler daha iyi güç ve sertlik sağlarken ağırlığı azaltıp sporcuların deneyimini geliştirebilir.
Korozyon direnci açısından, aktif karbon fiberlerin yüzeyine reaktif fonksiyonel grupların eklenmesi nedeniyle, bu fonksiyonel gruplar matris malzemesi ile daha kararlı kimyasal bağ oluşturabilir, böylece kompozitlerin korozyon direncini arttırabilir. Deniz ortamı, kimya endüstrisi vb. gibi bazı zorlu çevre koşullarında, etkinleştirilenkarbon fiber kompozitlerAşındırıcı ortamın erozyonuna daha iyi direnebilir ve servis ömrünü uzatabilir. Uzun süre zorlu ortamlarda kullanılan bazı ekipman ve yapılar için bu büyük önem taşımaktadır.
Termal stabilite açısından, aktif karbon fiber ile matris malzemesi arasındaki iyi arayüzey bağı, kompozitlerin termal stabilitesini artırabilir. Yüksek sıcaklık ortamında kompozitler daha iyi mekanik özellikler ve boyutsal stabiliteyi koruyabilir ve deformasyona ve hasara daha az eğilimlidir. Bu, aktif karbon fiber kompozitlerin otomotiv motor parçaları ve havacılık motoru sıcak uç parçaları gibi yüksek sıcaklık uygulamalarında geniş uygulama olanaklarına sahip olmasını sağlar.
İşleme performansı açısından aktif karbon fiberlerin yüzey aktivitesi arttırılmış ve matris malzemesiyle daha iyi uyumluluk sağlanmıştır. Bu, kompozit malzemenin hazırlanması sırasında matris malzemesinin karbon fiberin yüzeyine nüfuz etmesini ve sertleşmesini kolaylaştırır, böylece işlem verimliliği ve ürün kalitesi artar. Aynı zamanda, aktif karbon fiber kompozitlerin tasarlanabilirliği de geliştirilerek bunların farklı uygulamalar için özelleştirilmesine ve çeşitli karmaşık mühendislik gereksinimlerini karşılamasına olanak tanınıyor.
Bu nedenle aktivasyon tedavisikarbon lifleriyüksek performanslı karbon fiber kompozitlerin hazırlanmasında önemli bir bağlantıdır. Aktivasyon işlemi yoluyla, karbon fiberin yüzey yapısı, yüzey pürüzlülüğünü arttırmak, aktif fonksiyonel grupları eklemek ve yüzey enerjisini iyileştirmek için iyileştirilebilir, böylece karbon fiber ile matris malzemesi arasındaki arayüzey bağlanma mukavemeti geliştirilebilir ve temel atılabilir. Mükemmel mekanik özelliklere, korozyon direncine, termal stabiliteye ve işleme performansına sahip karbon fiber kompozitlerin hazırlanması için. Bilim ve teknolojinin sürekli ilerlemesiyle birlikte, karbon fiber aktivasyon teknolojisinin, karbon fiber kompozitlerin geniş uygulaması için daha güçlü destek sağlayarak yenilik yapmaya ve gelişmeye devam edeceğine inanılmaktadır.
Shanghai Orisen Yeni Malzeme Teknolojisi Co, Ltd
M: +86 18683776368(aynı zamanda whatsapp)
Tel:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NO.398 Yeni Yeşil Yol Xinbang Kasabası Songjiang Bölgesi, Şanghay
Gönderim zamanı: Eylül-04-2024