1. Vorbehandlung von Kohlefaser-Oberflächenfilz
Vor der Oberflächenbehandlung und -modifikation muss die Kohlefaser-Oberflächenfilz Zunächst muss eine Vorbehandlung durchgeführt werden, um oberflächliche Verunreinigungen und Ölflecken zu entfernen. Dies umfasst in der Regel die folgenden Schritte:
Reinigung: Wischen oder tränken Sie den Carbonfaser-Oberflächenfilz mit organischen Lösungsmitteln wie Alkohol, Essigsäure oder Aceton, um Fett, Staub, Asphalt und andere Verunreinigungen zu entfernen. Dieser Schritt stellt die Sauberkeit des Carbonfaser-Oberflächenfilzes sicher und bietet eine saubere Basis für die weitere Bearbeitung.
Aufrauen der Oberfläche: Um eine bessere Haftung und Imprägnierung zu erreichen, muss der Oberflächenfilz aus Kohlefaser aufgeraut werden. Dies kann durch leichtes Schleifen des Carbonfaser-Oberflächenfilzes mit mechanischen Mitteln wie Sandpapier oder einer Schleifmaschine erreicht werden, um die Rauheit der Oberfläche zu erhöhen. Die raue Oberfläche trägt dazu bei, die Bindungskraft zwischen der Kohlefaser und dem Matrixmaterial zu erhöhen und die Leistung des Verbundwerkstoffs zu verbessern.
Voroxidation bei niedriger Temperatur: In manchen Fällen muss auch der Kohlefaser-Oberflächenfilz voroxidiert werden. Der Zweck der Voroxidation besteht darin, die linearen Molekülketten in der Rohfaser zu einer hitzebeständigen Struktur zu zyklisieren, um sicherzustellen, dass sie während des anschließenden Hochtemperatur-Karbonisierungsprozesses nicht verbrennt oder schmilzt und ein Schmelzen und Filamentieren vermieden wird. Dieser Schritt wird üblicherweise in Stickstoff oder Luft durchgeführt und die Faserentwässerung wird durch Steuerung der Heizrate und Heizzeit erreicht. Eine Voroxidation an der Luft begünstigt die Dehydratisierungsreaktion.
2. Oberflächenbehandlung von Kohlefaser-Oberflächenfilz
Der Zweck der Oberflächenbehandlung besteht darin, die Rauheit des Werkstücks zu erhöhen Kohlefaser-Oberflächenfilz und seine Kontaktfläche und Bindungskraft mit dem Matrixmaterial verbessern. Zu den häufig verwendeten Oberflächenbehandlungsmethoden gehören:
Chemische Oxidationsmethode: Verwenden Sie Oxidationsmittel, um die Oberfläche zu oxidieren Kohlenstofffasern um sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen zu erzeugen, die Oberflächenpolarität zu erhöhen und die Kompatibilität mit Matrixmaterialien zu verbessern.
Elektrochemische Oxidationsmethode: In einer Elektrolytlösung wird die Oberfläche der Kohlenstofffaser durch Anlegen von elektrischem Strom oxidiert, um eine gleichmäßigere Oxidschicht zu erzeugen.
Plasmabehandlungsmethode: Bombardieren Sie die Oberfläche der Kohlefaser mit Plasma, um eine Ätzung und Oxidation der Oberfläche zu bewirken und so die Oberflächenrauheit und -aktivität zu erhöhen.
3. Modifizierungsbehandlung des Kohlefaser-Oberflächenfilzes
Die Modifikationsbehandlung zielt darauf ab, die Grenzflächeneigenschaften zwischen den Schnittstellen weiter zu verbessern Kohlefaser und Matrixmaterialien durch Einführung spezifischer funktioneller Gruppen oder Substanzen. Zu den gängigen Modifikationsmethoden gehören:
Beschichtungsmodifikation: Auftragen einer Schicht aus Beschichtungsmaterialien mit spezifischen Eigenschaften, wie z. B. Polymere, Metalle oder Keramik, auf den Kohlefaseroberflächenfilz, um dessen Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder Wärmeleitfähigkeit zu verbessern.
Pfropfmodifikation: Pfropfen von Molekülketten mit spezifischen Eigenschaften auf die Oberfläche von Kohlenstofffasern durch chemische Reaktionen, wodurch sich deren chemische Oberflächeneigenschaften ändern und die Grenzflächenbindungskraft mit dem Matrixmaterial erhöht wird.
Verbundmodifikation: Verbundkohlenstofffaser mit anderen Materialien (wie Nanopartikeln, Kohlenstoffnanoröhren usw.), um Verbundwerkstoffe mit hervorragenden Eigenschaften zu bilden, wodurch die Leistung von Kohlenstofffasern weiter verbessert wird.
4. Nachbearbeitung und Leistungsbewertung
Nach der Oberflächenbehandlung und -modifikation muss die Carbonfaser-Oberflächenmatte einer Nachbearbeitung und Leistungsbewertung unterzogen werden, um sicherzustellen, dass sie den Nutzungsanforderungen entspricht.
Nachbearbeitung: Reinigen und trocknen Sie den modifizierten Carbonfaser-Oberflächenfilz, um während des Behandlungsprozesses entstandene Rückstände und Verunreinigungen zu entfernen.
Leistungsbewertung: Verwenden Sie eine Reihe experimenteller Methoden, um die Leistung der modifizierten Kohlenstofffaser-Oberflächenmatte zu bewerten, einschließlich der Grenzflächenbindungsfestigkeit, der mechanischen Eigenschaften, der thermischen Eigenschaften usw. Basierend auf den Bewertungsergebnissen können Oberflächenbehandlungs- und Modifikationsprozesse optimiert und angepasst werden für bessere Leistung.
5. Dinge, die Sie beachten sollten
Bei der Oberflächenbehandlung und Modifizierung von Kohlefaser-Oberflächenfilz müssen Sie auf folgende Punkte achten:
Wählen Sie geeignete Behandlungsmethoden und Modifikatoren, um optimale Behandlungs- und Modifikationseffekte sicherzustellen.
Kontrollieren Sie Parameter wie Temperatur und Zeit während der Verarbeitung und Modifikation, um Schäden an Kohlenstofffasern zu vermeiden.
Der behandelte Kohlefaser-Oberflächenfilz wird gründlich gewaschen und getrocknet, um Rückstände und Verunreinigungen zu entfernen. Führen Sie eine strenge Leistungsbewertung des Filzes mit modifizierter Kohlefaseroberfläche durch, um sicherzustellen, dass er den Nutzungsanforderungen entspricht.
Die Oberflächenbehandlung und -modifizierung von Kohlefaser-Oberflächenfilz ist ein komplexer und heikler Prozess, der eine umfassende Berücksichtigung mehrerer Faktoren erfordert, um den besten Leistungsverbesserungseffekt zu erzielen. Durch sinnvolle Behandlungs- und Modifikationsmethoden kann die Grenzflächenbindungskraft zwischen Kohlefaser und Matrixmaterial erheblich verbessert, die Gesamtleistung des Verbundwerkstoffs verbessert und die breite Anwendung von Kohlefaser stark unterstützt werden.
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