Fibra de carbon se mândrește cu proprietăți excepționale și un modul specific-ridicat, rezistența la coroziune, stabilitatea termică, rezistența la oboseală și o conductivitate care o face indispensabilă în aplicațiile aerospațiale, militare și industriale . Cu toate acestea Submine Performance . Înțelegerea metodelor de tratare a suprafeței este astfel esențială .
Obiectivele principale ale tratamentului la suprafață sunt:
- Preveniți formarea slabă a straturilor interfațiale
- Creați topografie optimă de legătură
- Îmbunătățiți afinitatea reintării rășinii
Metodele de tratament se încadrează în două categorii:
Tratamente oxidative- Introduceți grupuri polare și eliminați interfețele slabe
Tratamente non-oxidative- Depozit carbon reactiv sau alte substanțe
Metode oxidative
Oxidarea fazei de gaz: Expune fibrele la oxidarea gazelor (e . g ., aer, ozon) . introduce grupuri polare și crește rugozitatea suprafeței, stimulând rezistența la forfecare compozită .
Oxidarea în fază lichidă: Fibre imersuri în soluții oxidative (acid azotic, hipoclorit de sodiu) . etch-uri pentru a genera caneluri și grupuri care conțin oxigen, îmbunătățind adeziunea de rășină .
Oxidarea combinată a lichidului de gaz: Aplică acoperirea lichidă urmată de oxidarea gazelor . îmbunătățește atât rezistența la tracțiune a fibrei, cât și rezistența la forfecare interlaminară compusă .
Oxidare electrochimică: Oxidarea anodică în electroliți . generează grupuri funcționale de oxigen/azot care îmbunătățesc umectabilitatea epoxidică și reactivitatea, ridicând performanța mecanică .
Metode non-oxidative
Depunerea de vapori: Depune carbon pirolitic la interfețele de rezistență la fibră pentru a relaxa stresul și a consolida legătura .
Electropolimerizare: Formează filme polimerice pe fibre prin polimerizarea monomerului cu câmp electric . modifică morfologia de suprafață/compoziție .
Agent de cuplare Agent: Folosește molecule amfifilice (e . g ., silanes) care podă chimic fibrele și rășinile prin grupuri dual-reactive .
Acoperire polimerică: Aplică polialuminoxan, convertirea la acoperire de alumină după tratamentul termic . îmbunătățește rezistența la oxidare pentru compozitele de matrice metalică .
Creșterea whisker: Crește întăriri microcrystalline (e . g ., sic whiskers) pe suprafețele fibrelor pentru a se bloca mecanic cu matrice .
Tratament cu plasmă: Etchs suprafețe cu gaz ionizat pentru a crește rugozitatea și site -urile active .
Considerente practice
Metodele non-oxidative precum depunerea de vapori și tratamentul cu plasmă rămân experimentale, lipsite de scalabilitate industrială .
Acoperirile de cuplare/polimer oferă îmbunătățiri marginale de rezistență .
Electropolimerizarea implică proceduri complexe .
Se potrivește doar procesarea loturilor; Durata de oxidare a gazelor variază în funcție de tipul de fibre; Oxidarea combinată nu are un control precis .
Oxidarea electrochimică apare ca cea mai promițătoare: îmbunătățește uniform umectabilitatea/reactivitatea în condiții ușoare, controlabile și se adaptează perfect la liniile de producție, poziționându-l ca standard viitor pentru inginerie de suprafață industrială .
