1. پیش تصفیه نمد سطح فیبر کربن
قبل از عملیات سطحی و اصلاح، سطح فیبر کربن نمد ابتدا باید از قبل درمان شود تا ناخالصی های سطحی و لکه های روغن از بین بروند. این معمولاً شامل مراحل زیر است:
تمیز کردن: از حلال های آلی مانند الکل، اسید استیک یا استون برای پاک کردن یا خیساندن سطح فیبر کربنی نمد استفاده کنید تا چربی، گرد و غبار، آسفالت و سایر آلاینده ها پاک شود. این مرحله تمیزی سطح فیبر کربن را تضمین می کند و یک پایه تمیز برای پردازش بعدی فراهم می کند.
زبری سطح: برای ایجاد چسبندگی و اشباع بهتر، سطح نمد فیبر کربن باید زبر شود. این را می توان با آسیاب ملایم سطح فیبر کربن احساس شده از طریق ابزارهای مکانیکی، مانند کاغذ سنباده یا آسیاب، برای افزایش زبری سطح به دست آورد. سطح ناهموار به افزایش نیروی پیوند بین فیبر کربن و ماده ماتریس کمک می کند و عملکرد مواد کامپوزیت را بهبود می بخشد.
پیش اکسیداسیون در دمای پایین: در برخی موارد، سطح فیبر کربنی نیز باید از قبل اکسید شود. هدف از پیش‌اکسیداسیون چرخه‌ای کردن زنجیره‌های مولکولی خطی در فیبر خام به یک ساختار مقاوم در برابر حرارت است تا اطمینان حاصل شود که در طول فرآیند کربن‌سازی در دمای بالا نسوزد یا ذوب نشود و از ذوب شدن و رشته‌شدن جلوگیری شود. این مرحله معمولاً در نیتروژن یا هوا انجام می شود و آبگیری فیبر با کنترل سرعت گرمایش و زمان گرمایش حاصل می شود. پیش اکسیداسیون در هوا به واکنش کم آبی کمک می کند.
2. درمان سطحی نمد سطح فیبر کربن
هدف از عملیات سطحی افزایش زبری سطح است سطح فیبر کربن نمد و سطح تماس و نیروی پیوند آن با مواد ماتریس را بهبود بخشد. متداول ترین روش های درمان سطحی عبارتند از:
روش اکسیداسیون شیمیایی: از اکسیدان برای اکسید کردن سطح استفاده کنید الیاف کربن برای تولید گروه های عاملی حاوی اکسیژن، افزایش قطبیت سطح و بهبود سازگاری با مواد ماتریس.
روش اکسیداسیون الکتروشیمیایی: در محلول الکترولیت، سطح فیبر کربن با اعمال جریان الکتریکی اکسید می شود تا لایه اکسیدی یکنواخت تری تولید شود.
روش تصفیه پلاسما: از پلاسما برای بمباران سطح فیبر کربن برای ایجاد اچ و اکسیداسیون سطح، افزایش زبری و فعالیت سطح استفاده کنید.
3. اصلاح اصلاح نمد سطح فیبر کربن
هدف درمان اصلاح بهبود بیشتر خواص رابط بین فیبر کربن و مواد ماتریسی با معرفی گروه ها یا مواد عاملی خاص. روش های متداول اصلاح عبارتند از:
اصلاح پوشش: پوشش لایه ای از مواد پوشش دهنده با خواص خاص مانند پلیمرها، فلزات یا سرامیک ها بر روی سطح فیبر کربن نمد برای بهبود مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی یا هدایت حرارتی آن.
اصلاح پیوند: پیوند زنجیرهای مولکولی با ویژگی‌های خاص به سطح فیبر کربن از طریق واکنش‌های شیمیایی، در نتیجه تغییر خواص شیمیایی سطح آن و افزایش نیروی پیوند رابط با ماده ماتریس.
اصلاح کامپوزیت: فیبر کربن کامپوزیت با مواد دیگر (مانند نانوذرات، نانولوله‌های کربنی و غیره) برای تشکیل مواد کامپوزیتی با خواص عالی، عملکرد فیبر کربن را بیشتر بهبود می‌بخشد.
4. پس از پردازش و ارزیابی عملکرد
پس از عملیات سطحی و اصلاح، تشک سطح فیبر کربن باید تحت پردازش پس از پردازش و ارزیابی عملکرد قرار گیرد تا اطمینان حاصل شود که الزامات استفاده را برآورده می کند.
پس از پردازش: سطح نمد فیبر کربن اصلاح شده را تمیز و خشک کنید تا باقیمانده ها و ناخالصی های ایجاد شده در طول فرآیند تصفیه را حذف کنید.
ارزیابی عملکرد: از یک سری روش‌های آزمایشی برای ارزیابی عملکرد سطح فیبر کربن اصلاح‌شده استفاده کنید، از جمله استحکام اتصال رابط، خواص مکانیکی، خواص حرارتی و غیره. بر اساس نتایج ارزیابی، فرآیندهای تصفیه و اصلاح سطح را می‌توان بهینه و تنظیم کرد. برای عملکرد بهتر
5. نکات قابل توجه
در طی فرآیند اصلاح و اصلاح سطح نمد فیبر کربنی، باید به نکات زیر توجه کرد:
روش‌های درمانی و اصلاح‌کننده‌های مناسب را برای اطمینان از اثرات بهینه درمان و اصلاح انتخاب کنید.
کنترل پارامترهایی مانند دما و زمان در طول پردازش و اصلاح برای جلوگیری از آسیب به الیاف کربن.
نمد سطح فیبر کربن تصفیه شده به طور کامل شسته و خشک می شود تا باقی مانده ها و ناخالصی ها از بین برود. ارزیابی عملکرد دقیق را بر روی سطح فیبر کربن اصلاح شده انجام دهید تا مطمئن شوید که الزامات استفاده را برآورده می کند.
عملیات سطحی و اصلاح نمد سطح فیبر کربن یک فرآیند پیچیده و ظریف است که نیاز به بررسی همه جانبه عوامل متعدد برای به دست آوردن بهترین اثر بهبود عملکرد دارد. از طریق روش‌های اصلاح و درمان معقول، نیروی پیوند رابط بین فیبر کربن و مواد ماتریس را می‌توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید، عملکرد کلی مواد کامپوزیت را می‌توان افزایش داد، و پشتیبانی قوی برای کاربرد گسترده فیبر کربن فراهم کرد.
قبلی
