1. Pretrattamento del feltro superficiale in fibra di carbonio
Prima del trattamento e della modifica superficiale, il feltro superficiale in fibra di carbonio necessita prima di essere pretrattato per rimuovere impurità superficiali e macchie d'olio. Ciò di solito comporta i seguenti passaggi:
Pulizia: utilizzare solventi organici come alcol, acido acetico o acetone per pulire o immergere la superficie in feltro in fibra di carbonio per rimuovere grasso, polvere, asfalto e altri contaminanti. Questo passaggio garantisce la pulizia della superficie del feltro in fibra di carbonio e fornisce una base pulita per la successiva lavorazione.
Irruvidimento della superficie: per garantire una migliore adesione e impregnazione, la superficie del feltro in fibra di carbonio deve essere irruvidita. Ciò può essere ottenuto levigando leggermente la superficie del feltro in fibra di carbonio tramite mezzi meccanici, come carta vetrata o una smerigliatrice, per aumentare la ruvidità della superficie. La superficie ruvida aiuta a migliorare la forza di legame tra la fibra di carbonio e il materiale della matrice e migliora le prestazioni del materiale composito.
Preossidazione a bassa temperatura: in alcuni casi anche il feltro superficiale in fibra di carbonio necessita di essere preossidato. Lo scopo della preossidazione è ciclizzare le catene molecolari lineari della fibra grezza in una struttura resistente al calore per garantire che non bruci o si sciolga durante il successivo processo di carbonizzazione ad alta temperatura ed eviti la fusione e la filamentazione. Questa fase viene solitamente eseguita in azoto o aria e la disidratazione delle fibre viene ottenuta controllando la velocità e il tempo di riscaldamento. La preossidazione in aria è più favorevole alla reazione di disidratazione.
2. Trattamento superficiale del feltro superficiale in fibra di carbonio
Lo scopo del trattamento superficiale è quello di aumentare la ruvidità del feltro superficiale in fibra di carbonio e migliorare la sua area di contatto e la forza di legame con il materiale della matrice. I metodi di trattamento superficiale comunemente utilizzati includono:
Metodo di ossidazione chimica: utilizzare ossidanti per ossidare la superficie fibre di carbonio per generare gruppi funzionali contenenti ossigeno, aumentare la polarità superficiale e migliorare la compatibilità con i materiali della matrice.
Metodo di ossidazione elettrochimica: in una soluzione elettrolitica, la superficie della fibra di carbonio viene ossidata applicando corrente elettrica per generare uno strato di ossido più uniforme.
Metodo di trattamento al plasma: utilizzare il plasma per bombardare la superficie della fibra di carbonio per provocare incisione e ossidazione della superficie, aumentando la ruvidità e l'attività superficiale.
3. Trattamento di modifica del feltro superficiale in fibra di carbonio
Il trattamento di modifica mira a migliorare ulteriormente le proprietà dell'interfaccia tra fibra di carbonio e materiali della matrice introducendo gruppi funzionali o sostanze specifici. I metodi di modifica comuni includono:
Modifica del rivestimento: rivestimento di uno strato di materiali di rivestimento con proprietà specifiche, come polimeri, metalli o ceramica, sulla superficie del feltro in fibra di carbonio per migliorarne la resistenza all'usura, alla corrosione o la conduttività termica.
Modifica dell'innesto: innesto di catene molecolari con proprietà specifiche sulla superficie della fibra di carbonio attraverso reazioni chimiche, modificandone così le proprietà chimiche superficiali e migliorando la forza di legame dell'interfaccia con il materiale della matrice.
Modifica composita: fibra di carbonio composita con altri materiali (come nanoparticelle, nanotubi di carbonio, ecc.) per formare materiali compositi con proprietà eccellenti, migliorando ulteriormente le prestazioni della fibra di carbonio.
4. Post-elaborazione e valutazione delle prestazioni
Dopo il trattamento e la modifica della superficie, il tappetino superficiale in fibra di carbonio deve essere sottoposto a post-elaborazione e valutazione delle prestazioni per garantire che soddisfi i requisiti di utilizzo.
Post-elaborazione: pulire e asciugare il feltro superficiale in fibra di carbonio modificato per rimuovere residui e impurità generati durante il processo di trattamento.
Valutazione delle prestazioni: utilizzare una serie di metodi sperimentali per valutare le prestazioni del tappetino superficiale in fibra di carbonio modificato, inclusa la forza di adesione dell'interfaccia, le proprietà meccaniche, le proprietà termiche, ecc. Sulla base dei risultati della valutazione, i processi di trattamento superficiale e modifica possono essere ottimizzati e regolati per prestazioni migliori.
5. Cose da notare
Durante il processo di trattamento superficiale e modifica del feltro superficiale in fibra di carbonio, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti:
Scegliere metodi di trattamento e modificatori appropriati per garantire effetti di trattamento e modificazione ottimali.
Parametri di controllo come temperatura e tempo durante la lavorazione e la modifica per evitare danni alle fibre di carbonio.
Il feltro superficiale in fibra di carbonio trattato viene accuratamente lavato e asciugato per rimuovere residui e impurità. Condurre una rigorosa valutazione delle prestazioni sulla superficie del feltro in fibra di carbonio modificato per garantire che soddisfi i requisiti di utilizzo.
Il trattamento superficiale e la modifica del feltro superficiale in fibra di carbonio è un processo complesso e delicato che richiede una considerazione completa di molteplici fattori per ottenere il miglior effetto di miglioramento delle prestazioni. Attraverso ragionevoli metodi di trattamento e modifica, la forza di legame dell'interfaccia tra la fibra di carbonio e il materiale della matrice può essere significativamente migliorata, le prestazioni complessive del materiale composito possono essere migliorate e può essere fornito un forte supporto per l'ampia applicazione della fibra di carbonio.
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