Oglekļa šķiedras virsmas apstrādes tehnoloģija
Oglekļa šķiedru plaši izmanto kosmosa, automobiļu, sporta preču un citās jomās, pateicoties tās izcilajām mehāniskajām īpašībām un vieglajām īpašībām. Tomēr, lai uzlabotu savienojuma stiprību starp oglekļa šķiedru un matricas materiālu, parasti ir nepieciešams apstrādāt oglekļa šķiedras virsmu. Tālāk ir norādītas vairākas izplatītas oglekļa šķiedras virsmas apstrādes tehnoloģijas:
1. Oksidācijas apstrāde
Oksidācijas apstrāde ir ar ķīmiskām vai elektroķīmiskām metodēm radīt skābekli saturošas funkcionālās grupas uz oglekļa šķiedras virsmas, tādējādi uzlabojot tās virsmas aktivitāti. Parastās oksidācijas apstrādes metodes ietver šķidrās fāzes oksidēšanu, gāzes fāzes oksidēšanu un elektroķīmisko oksidēšanu.
- Šķidrās fāzes oksidēšana: izmantojot oksidējošus šķīdumus (piemēram, slāpekļskābi, fosforskābi utt.), lai apstrādātu oglekļa šķiedru, var palielināties šķiedras virsmas raupjums un skābekli saturošu funkcionālo grupu saturs.
- Gāzes fāzes oksidēšana: izmantojot oksidējošas gāzes, piemēram, gaisu un skābekli, lai apstrādātu oglekļa šķiedru augstā temperatūrā, var radīt vairāk skābekli saturošu funkcionālo grupu un uzlabot šķiedras virsmas aktivitāti.
- Elektroķīmiskā oksidēšana: oksīda slānis tiek ģenerēts uz oglekļa šķiedras virsmas ar elektroķīmiskām metodēm. Šo metodi ir viegli kontrolēt, un tā rada mazākus bojājumus šķiedrai.
2. Ārstēšana ar plazmu
Plazmas apstrāde ir pārveidot oglekļa šķiedras virsmu, izmantojot aktīvās daļiņas plazmā. Šī metode var ieviest dažādas funkcionālās grupas uz šķiedras virsmas, lai uzlabotu tās saķeres stiprību ar matricas materiālu. Parasti izmantotās plazmas ir gaiss, skābeklis, slāpeklis utt.
3. Ārstēšana ar apstarošanu
Apstarošana ir paredzēta virsmas raupjuma un skābekli saturošu funkcionālo grupu satura palielināšanai, pakļaujot oglekļa šķiedru gamma stariem vai lāzera stariem. Šī metode var ievērojami uzlabot savienojuma stiprību starp oglekļa šķiedru un matricas materiālu.
4. Pārklājuma apstrāde
Pārklājuma apstrāde ir funkcionāla pārklājuma uzklāšana uz oglekļa šķiedras virsmas, lai uzlabotu tās saķeres stiprību ar matricas materiālu. Parastie pārklājuma materiāli ir epoksīdsveķi, poliuretāns utt.
5. Virsmas tīrīšanas apstrāde
Virsmas tīrīšanas apstrāde ir paredzēta, lai noņemtu piemaisījumus un piesārņotājus no oglekļa šķiedras virsmas un uzlabotu tās saķeri ar matricas materiālu. Izplatītas metodes ietver karsēšanu augstā temperatūrā, tīrīšanu ar šķīdinātāju utt.
Secinājums
Oglekļa šķiedras virsmas apstrādes tehnoloģijai ir liela nozīme oglekļa šķiedru pastiprinātu kompozītmateriālu veiktspējas uzlabošanā. Izvēloties piemērotu virsmas apstrādes metodi, var ievērojami uzlabot oglekļa šķiedras un matricas materiāla savienojuma stiprību, tādējādi uzlabojot kompozītmateriālu kopējo veiktspēju. Dažādām virsmas apstrādes metodēm ir savas priekšrocības un trūkumi, un atbilstošā metode ir jāizvēlas atbilstoši īpašām pielietojuma prasībām.
