วิธีปรับปรุงประสิทธิภาพของเส้นสับคาร์บอนไฟเบอร์ผ่านการปรับสภาพ?

การรักษาออกซิเดชันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมของเส้นใยได้อย่างไร
ในฐานะขั้นตอนแรกของการปรับสภาพการรักษาด้วยออกซิเดชันมีเป้าหมายหลักของการแนะนำกลุ่มการทำงานที่มีออกซิเจนบนพื้นผิวเส้นใยด้วยวิธีเฉพาะซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมของเส้นใยกับวัสดุอื่น ๆ ในการดำเนินการจริงการรักษาด้วยออกซิเดชันส่วนใหญ่ใช้สองวิธี: การเกิดออกซิเดชันเฟสก๊าซและการเกิดออกซิเดชันเฟสของเหลว
การออกซิเดชั่นเฟสก๊าซคือการวางสารตั้งต้นของคาร์บอนไฟเบอร์ในสภาพแวดล้อมเฉพาะที่มีก๊าซออกซิไดซ์เช่นออกซิเจนและโอโซน ภายใต้สภาวะอุณหภูมิและความดันที่กำหนดโมเลกุลของก๊าซออกซิไดซ์จะทำปฏิกิริยาทางเคมีกับอะตอมคาร์บอนบนพื้นผิวของเส้นใย เมื่อปฏิกิริยาดำเนินการกลุ่มการทำงานที่มีออกซิเจนเช่นไฮดรอกซิลคาร์บอกซิลและคาร์บอนิลจะค่อยๆเกิดขึ้นบนพื้นผิวของเส้นใย การปรากฏตัวของกลุ่มการทำงานเหล่านี้เป็นเหมือนการเพิ่ม "จุดเชื่อมต่อ" จำนวนมากบนพื้นผิวเส้นใยการเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีและโครงสร้างทางกายภาพของพื้นผิวเส้นใย
การออกซิเดชั่นเฟสของเหลวใช้สารละลายออกซิไดซ์ที่แข็งแกร่งเช่นกรดไนตริกและกรดซัลฟูริก หลังจากสารตั้งต้นถูกแช่อยู่ในสารละลายสารออกซิแดนท์ที่แข็งแกร่งในสารละลายจะสัมผัสได้อย่างรวดเร็วและทำปฏิกิริยากับพื้นผิวของเส้นใยซึ่งส่งเสริมการสร้างกลุ่มการทำงานที่มีออกซิเจน เมื่อเปรียบเทียบกับการเกิดออกซิเดชันเฟสก๊าซการออกซิเดชั่นเฟสของเหลวสามารถควบคุมระดับของการออกซิเดชั่นได้อย่างแม่นยำและความเข้มข้นของสารละลายและเวลาในการรักษาสามารถปรับได้ตามความต้องการที่แท้จริง อย่างไรก็ตามปัจจัยเหล่านี้จะต้องถูกควบคุมอย่างเข้มงวดในระหว่างการดำเนินการเนื่องจากหากมีการจัดการอย่างไม่เหมาะสมออกซิเดชันที่มากเกินไปอาจทำให้โครงสร้างภายในของเส้นใยและส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพโดยรวมของเส้นใย
เมื่อไร คาร์บอนไฟเบอร์สับ ประกอบกับวัสดุอื่น ๆ กลุ่มการทำงานที่มีออกซิเจนบนพื้นผิวมีบทบาทสำคัญ การใช้เมทริกซ์พอลิเมอร์เป็นตัวอย่างกลุ่มคาร์บอกซิลบนพื้นผิวเส้นใยสามารถทำปฏิกิริยาทางเคมีกับกลุ่มไฮดรอกซิลในพอลิเมอร์เพื่อสร้างพันธะทางเคมีที่แข็งแกร่งโดยตระหนักถึงการเชื่อมต่อทางเคมีระหว่างเส้นใยและพอลิเมอร์ นอกจากนี้กลุ่มการทำงานที่มีออกซิเจนยังสามารถรวมกันอย่างใกล้ชิดกับวัสดุเมทริกซ์ผ่านการดูดซับทางกายภาพ ประสิทธิภาพการยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นนี้ช่วยให้เส้นใยและวัสดุเมทริกซ์ทำงานร่วมกันเมื่อถูกบังคับและร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพหลีกเลี่ยงการเกิดอินเตอร์เฟสและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุคอมโพสิตอย่างมีนัยสำคัญ ในการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ชิ้นส่วนพลาสติกที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ออกซิไดซ์จะสามารถกระจายแรงกระแทกและเพิ่มประสิทธิภาพความปลอดภัยของยานพาหนะได้ดีขึ้นเมื่อยานพาหนะพบการชนกัน
การรักษาด้วยคาร์บอนช่วยเพิ่มความแข็งแรงของเส้นใยและโมดูลัสได้อย่างไร
การทำให้เป็นคาร์บอนเป็นขั้นตอนสำคัญในการรักษาสารตั้งต้นคาร์บอนไฟเบอร์ที่อุณหภูมิสูง วัตถุประสงค์หลักของมันคือการลบองค์ประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอนออกจากเส้นใยและเพิ่มปริมาณคาร์บอนอย่างมีนัยสำคัญซึ่งจะเป็นการปรับปรุงความแข็งแรงและโมดูลัสของเส้นใยอย่างมีนัยสำคัญ กระบวนการนี้ดำเนินการในเตาเผาอุณหภูมิสูงที่ได้รับการป้องกันโดยก๊าซเฉื่อย เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ชุดของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมีที่ซับซ้อนและสำคัญเกิดขึ้นภายในเส้นใย
กระบวนการคาร์บอนมักจะแบ่งออกเป็นหลายขั้นตอน ในระยะแรกองค์ประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอนส่วนใหญ่ในสารตั้งต้นเช่นไฮโดรเจนออกซิเจนไนโตรเจน ฯลฯ เริ่มสลายตัวและหลบหนีในรูปแบบของก๊าซ ในขณะที่องค์ประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอนยังคงแยกออกมาโครงสร้างทางเคมีของเส้นใยจะเปลี่ยนไปอย่างมีนัยสำคัญ เข้าสู่ขั้นตอนกลางอะตอมคาร์บอนภายในเส้นใยจะเริ่มจัดเรียงใหม่และรวมกันเพื่อสร้างพันธะคาร์บอนคาร์บอนที่มีเสถียรภาพมากขึ้นและความหนาแน่นของเส้นใยยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ในขั้นตอนสุดท้ายภายใต้การกระทำอย่างต่อเนื่องของอุณหภูมิสูงการจัดเรียงของอะตอมคาร์บอนนั้นเป็นระเบียบมากขึ้นโครงสร้างของเส้นใยจะหนาแน่นขึ้นและความแข็งแรงและโมดูลัสได้รับการปรับปรุงอย่างมาก
ตลอดกระบวนการคาร์บอนเนื่องจากองค์ประกอบที่ไม่ใช่คาร์บอนจะถูกลบออกโครงสร้างที่กะทัดรัดและเสถียรมากขึ้นจะถูกสร้างขึ้นใหม่ระหว่างอะตอมคาร์บอน การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างนี้จะช่วยลดข้อบกพร่องภายในของเส้นใยและเพิ่มความหนาแน่นจึงให้ความแข็งแรงและโมดูลัสที่สูงขึ้นของเส้นใย ความแข็งแรงที่สูงขึ้นหมายความว่าเส้นใยสามารถทนต่อความตึงเครียดได้มากขึ้นโดยไม่ทำลายและโมดูลัสที่สูงขึ้นหมายความว่าเส้นใยมีความสามารถที่แข็งแกร่งในการต้านทานการเสียรูปเมื่อถูกบังคับ ในด้านการบินและอวกาศส่วนประกอบโครงสร้างของอากาศยานที่ทำจากวัสดุคอมโพสิตที่เสริมด้วยคาร์บอนไฟเบอร์คาร์บอนไฟเบอร์สามารถทนต่อความเครียดขนาดใหญ่ที่เกิดจากเครื่องบินในระหว่างการบินความเร็วสูงและสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนเพื่อให้มั่นใจถึงความมั่นคงและความปลอดภัยของโครงสร้างเครื่องบิน
กราฟิคช่วยปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าของเส้นใยและเสถียรภาพทางความร้อนได้อย่างไร
การทำกราฟเป็นขั้นตอนสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเส้นช็อปปิ้งคาร์บอนไฟเบอร์ มันสามารถทำให้โครงสร้างผลึกของเส้นใยปกติมากขึ้นดังนั้นจึงปรับปรุงการนำไฟฟ้าและความเสถียรทางความร้อนของเส้นใย กระบวนการบำบัดนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงกว่าการรักษาด้วยคาร์บอน ภายใต้การกระทำที่แข็งแกร่งของอุณหภูมิสูงอะตอมคาร์บอนภายในเส้นใยจะได้รับพลังงานเพียงพอที่จะเริ่มผ่านข้อ จำกัด ของโครงสร้างดั้งเดิมและได้รับการเคลื่อนไหวอย่างรุนแรงและการจัดเรียงใหม่
เพื่อส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงของอะตอมคาร์บอนเป็นโครงสร้างผลึกกราไฟท์ตัวเร่งปฏิกิริยาเฉพาะเช่นเกลือโลหะบางครั้งจะถูกเพิ่มเข้ามาในระหว่างกระบวนการบำบัด ตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถลดพลังงานการเปิดใช้งานที่จำเป็นสำหรับการจัดเรียงอะตอมคาร์บอนใหม่เร่งกระบวนการสร้างกราฟและช่วยสร้างโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยมปกติมากขึ้น ในระหว่างกระบวนการกราฟิกอะตอมคาร์บอนที่จัดขึ้นอย่างผิดปกติจะค่อยๆได้รับคำสั่งและในที่สุดก็กลายเป็นโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยมที่ได้รับคำสั่งสูง
โครงสร้างผลึกปกตินี้มีอิทธิพลสำคัญต่อประสิทธิภาพของเส้นใย ในแง่ของการนำไฟฟ้าเนื่องจากเส้นทางการนำอิเล็กตรอนที่ดีอิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างราบรื่นภายในเส้นใยจึงปรับปรุงการนำไฟฟ้าของเส้นใยอย่างมีนัยสำคัญ ในด้านการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สายสับคาร์บอนไฟเบอร์นำไฟฟ้าสูงนี้สามารถใช้ในการผลิตแผงวงจรประสิทธิภาพสูงขั้วไฟฟ้าแบตเตอรี่และส่วนประกอบอื่น ๆ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ในแง่ของความเสถียรทางความร้อนโครงสร้างผลึกปกติทำให้พันธะระหว่างอะตอมคาร์บอนมีขนาดกะทัดรัดและเป็นระเบียบมากขึ้น ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงเส้นใยสามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้ดีขึ้นและต้านทานการเสียรูปความร้อนและการสลายตัวด้วยความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเขตอุตสาหกรรมที่อุณหภูมิสูงเช่นโลหะวิทยาเซรามิกและอุตสาหกรรมอื่น ๆ สามารถใช้สายช็อปปิ้งคาร์บอนไฟเบอร์ที่กราฟิกเป็นวัสดุที่ทนได้อุณหภูมิสูงซึ่งทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง