1. Voorbehandeling van koolstofvezeloppervlakvilt
Vóór oppervlaktebehandeling en modificatie moet de oppervlaktevilt van koolstofvezel moet eerst worden voorbehandeld om oppervlakteonzuiverheden en olievlekken te verwijderen. Meestal gaat het om de volgende stappen:
Reiniging: Gebruik organische oplosmiddelen zoals alcohol, azijnzuur of aceton om het koolstofvezeloppervlak af te vegen of te laten weken om vet, stof, asfalt en andere verontreinigingen te verwijderen. Deze stap garandeert de reinheid van het koolstofvezeloppervlakvilt en biedt een schone basis voor daaropvolgende verwerking.
Oppervlak opruwen: Om een betere hechting en impregnatie te verkrijgen, moet het oppervlaktevilt van koolstofvezel opgeruwd worden. Dit kan worden bereikt door het vilt van het koolstofvezeloppervlak lichtjes te slijpen met mechanische middelen, zoals schuurpapier of een slijpmachine, om de ruwheid van het oppervlak te vergroten. Het ruwe oppervlak helpt de hechtkracht tussen de koolstofvezel en het matrixmateriaal te vergroten en verbetert de prestaties van het composietmateriaal.
Pre-oxidatie bij lage temperatuur: In sommige gevallen moet het vilt van het koolstofvezeloppervlak ook worden voorgeoxideerd. Het doel van pre-oxidatie is om de lineaire moleculaire ketens in de ruwe vezel te cycliseren tot een hittebestendige structuur om ervoor te zorgen dat deze niet zal verbranden of smelten tijdens het daaropvolgende carbonisatieproces bij hoge temperatuur en om smelten en filamentatie te voorkomen. Deze stap wordt meestal uitgevoerd in stikstof of lucht, en de dehydratatie van de vezels wordt bereikt door de verwarmingssnelheid en verwarmingstijd te regelen. Pre-oxidatie in lucht is gunstiger voor de dehydratatiereactie.
2. Oppervlaktebehandeling van koolstofvezeloppervlakvilt
Het doel van oppervlaktebehandeling is het vergroten van de ruwheid van het oppervlak oppervlaktevilt van koolstofvezel en het contactgebied en de hechtkracht met het matrixmateriaal verbeteren. Veelgebruikte oppervlaktebehandelingsmethoden zijn onder meer:
Chemische oxidatiemethode: Gebruik oxidatiemiddelen om het oppervlak te oxideren koolstof vezels om zuurstofhoudende functionele groepen te genereren, de oppervlaktepolariteit te vergroten en de compatibiliteit met matrixmaterialen te verbeteren.
Elektrochemische oxidatiemethode: In een elektrolytoplossing wordt het oppervlak van de koolstofvezel geoxideerd door het aanleggen van elektrische stroom om een meer uniforme oxidelaag te genereren.
Plasmabehandelingsmethode: Gebruik plasma om het oppervlak van koolstofvezel te bombarderen om etsen en oxidatie van het oppervlak te veroorzaken, waardoor de oppervlakteruwheid en activiteit toenemen.
3. Modificatiebehandeling van koolstofvezeloppervlakvilt
Modificatiebehandeling is gericht op het verder verbeteren van de interface-eigenschappen tussen koolstofvezel en matrixmaterialen door specifieke functionele groepen of stoffen te introduceren. Veel voorkomende modificatiemethoden zijn onder meer:
Coatingmodificatie: het coaten van een laag coatingmaterialen met specifieke eigenschappen, zoals polymeren, metalen of keramiek, op het koolstofvezeloppervlak om de slijtvastheid, corrosieweerstand of thermische geleidbaarheid te verbeteren.
Entmodificatie: Het enten van moleculaire ketens met specifieke eigenschappen op het oppervlak van koolstofvezel door middel van chemische reacties, waardoor de chemische eigenschappen van het oppervlak veranderen en de grensvlakbindingskracht met het matrixmateriaal wordt verbeterd.
Composietmodificatie: Composietkoolstofvezel met andere materialen (zoals nanodeeltjes, koolstofnanobuisjes, enz.) om composietmaterialen met uitstekende eigenschappen te vormen, waardoor de prestaties van koolstofvezel verder worden verbeterd.
4. Nabewerking en prestatie-evaluatie
Na oppervlaktebehandeling en modificatie moet de koolstofvezelmat een nabewerking en prestatie-evaluatie ondergaan om ervoor te zorgen dat deze aan de gebruikseisen voldoet.
Nabewerking: Reinig en droog het gemodificeerde koolstofvezeloppervlak om resten en onzuiverheden te verwijderen die tijdens het behandelingsproces zijn gegenereerd.
Prestatie-evaluatie: Gebruik een reeks experimentele methoden om de prestaties van de gemodificeerde koolstofvezel-oppervlaktemat te evalueren, inclusief grensvlakbindingssterkte, mechanische eigenschappen, thermische eigenschappen, enz. Op basis van de evaluatieresultaten kunnen oppervlaktebehandelings- en modificatieprocessen worden geoptimaliseerd en aangepast voor betere prestaties.
5. Dingen om op te merken
Tijdens de oppervlaktebehandeling en het modificatieproces van koolstofvezeloppervlaktevilt moet u op de volgende punten letten:
Kies geschikte behandelmethoden en modificatoren om optimale behandelings- en modificatie-effecten te garanderen.
Controleer parameters zoals temperatuur en tijd tijdens verwerking en modificatie om schade aan koolstofvezels te voorkomen.
Het behandelde koolstofvezeloppervlakvilt wordt grondig gewassen en gedroogd om resten en onzuiverheden te verwijderen. Voer een strikte prestatie-evaluatie uit op het gemodificeerde koolstofvezeloppervlak om er zeker van te zijn dat het voldoet aan de gebruikseisen.
De oppervlaktebehandeling en modificatie van koolstofvezeloppervlakvilt is een complex en delicaat proces dat een uitgebreide afweging van meerdere factoren vereist om het beste prestatieverbeteringseffect te verkrijgen. Door middel van redelijke behandelings- en modificatiemethoden kan de grensvlakbindingskracht tussen koolstofvezel en matrixmateriaal aanzienlijk worden verbeterd, kunnen de algehele prestaties van het composietmateriaal worden verbeterd en kan er sterke ondersteuning worden geboden voor de brede toepassing van koolstofvezel.
Vorig
