จะรักษาพื้นผิวและปรับเปลี่ยนพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างไร?

การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนของ รู้สึกพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการประสานส่วนต่อประสานกับวัสดุเมทริกซ์ และปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุคอมโพสิต

1. ปรับสภาพพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ล่วงหน้า
ก่อนการรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยน รู้สึกพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ ขั้นแรกจะต้องได้รับการบำบัดล่วงหน้าเพื่อขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิวและคราบน้ำมัน ซึ่งมักจะเกี่ยวข้องกับขั้นตอนต่อไปนี้:
การทำความสะอาด: ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ เช่น แอลกอฮอล์ กรดอะซิติก หรืออะซิโตน เพื่อเช็ดหรือแช่พื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อขจัดคราบไขมัน ฝุ่น ยางมะตอย และสารปนเปื้อนอื่นๆ ขั้นตอนนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความสะอาดของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์และเป็นฐานที่สะอาดสำหรับการประมวลผลในภายหลัง
การทำให้ผิวหยาบ: เพื่อให้มีการยึดเกาะและการยึดเกาะที่ดีขึ้น พื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์จำเป็นต้องมีความหยาบ ซึ่งสามารถทำได้โดยการบดพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เบา ๆ ด้วยวิธีการทางกล เช่น กระดาษทรายหรือเครื่องบด เพื่อเพิ่มความหยาบของพื้นผิว พื้นผิวที่ขรุขระช่วยเพิ่มแรงยึดเกาะระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์กับวัสดุเมทริกซ์ และปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุคอมโพสิต
ก่อนออกซิเดชันที่อุณหภูมิต่ำ: ในบางกรณี พื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์จำเป็นต้องได้รับการออกซิไดซ์ล่วงหน้าด้วย วัตถุประสงค์ของการเกิดออกซิเดชันล่วงหน้าคือการหมุนเวียนสายโซ่โมเลกุลเชิงเส้นในเส้นใยดิบให้เป็นโครงสร้างทนความร้อน เพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ไหม้หรือละลายในระหว่างกระบวนการคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูงตามมา และหลีกเลี่ยงการหลอมและการฟิลาเมนต์ ขั้นตอนนี้มักจะดำเนินการในไนโตรเจนหรืออากาศ และการคายน้ำของเส้นใยทำได้โดยการควบคุมอัตราการทำความร้อนและเวลาในการทำความร้อน ก่อนออกซิเดชันในอากาศเอื้อต่อปฏิกิริยาคายน้ำมากกว่า

2. การรักษาพื้นผิวของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์
วัตถุประสงค์ของการรักษาพื้นผิวคือการเพิ่มความหยาบของ รู้สึกพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ และปรับปรุงพื้นที่สัมผัสและแรงยึดเกาะด้วยวัสดุเมทริกซ์ วิธีการรักษาพื้นผิวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ :
วิธีการออกซิเดชันทางเคมี: ใช้สารออกซิไดซ์เพื่อออกซิไดซ์พื้นผิวของ เส้นใยคาร์บอน เพื่อสร้างกลุ่มฟังก์ชันที่มีออกซิเจน เพิ่มขั้วของพื้นผิว และปรับปรุงความเข้ากันได้กับวัสดุเมทริกซ์
วิธีการออกซิเดชันทางเคมีไฟฟ้า: ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ พื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์จะถูกออกซิไดซ์โดยการใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างชั้นออกไซด์ที่สม่ำเสมอมากขึ้น
วิธีการรักษาด้วยพลาสมา: ใช้พลาสมาเพื่อโจมตีพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อทำให้เกิดการกัดเซาะและออกซิเดชั่นของพื้นผิว เพิ่มความหยาบและกิจกรรมของพื้นผิว

3. การปรับเปลี่ยนความรู้สึกของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์
การแก้ไขมีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติอินเทอร์เฟซระหว่างกันต่อไป คาร์บอนไฟเบอร์ และวัสดุเมทริกซ์โดยการแนะนำกลุ่มฟังก์ชันหรือสารเฉพาะ วิธีการแก้ไขทั่วไป ได้แก่:
การปรับเปลี่ยนการเคลือบ: การเคลือบชั้นของวัสดุเคลือบด้วยคุณสมบัติเฉพาะ เช่น โพลีเมอร์ โลหะ หรือเซรามิก บนพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เพื่อปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน หรือการนำความร้อน
การปรับเปลี่ยนการรับสินบน: การต่อกิ่งโซ่โมเลกุลที่มีคุณสมบัติเฉพาะกับพื้นผิวของคาร์บอนไฟเบอร์ผ่านปฏิกิริยาทางเคมี ดังนั้นจึงเปลี่ยนคุณสมบัติทางเคมีของพื้นผิวและเพิ่มแรงยึดประสานส่วนต่อประสานกับวัสดุเมทริกซ์
การดัดแปลงคอมโพสิต: คาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิตกับวัสดุอื่นๆ (เช่น อนุภาคนาโน ท่อนาโนคาร์บอน ฯลฯ) เพื่อสร้างวัสดุคอมโพสิตที่มีคุณสมบัติดีเยี่ยม ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของคาร์บอนไฟเบอร์ให้ดียิ่งขึ้น

4. การประมวลผลภายหลังและการประเมินประสิทธิภาพ
หลังจากการรักษาและดัดแปลงพื้นผิว แผ่นพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์จะต้องผ่านการประมวลผลหลังการประมวลผลและการประเมินประสิทธิภาพเพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามข้อกำหนดการใช้งาน
หลังการประมวลผล: ทำความสะอาดและเช็ดพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ดัดแปลงให้แห้งเพื่อขจัดสิ่งตกค้างและสิ่งสกปรกที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการบำบัด
การประเมินประสิทธิภาพ: ใช้ชุดวิธีทดลองเพื่อประเมินประสิทธิภาพของแผ่นพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ที่ดัดแปลง รวมถึงความแข็งแรงในการยึดเกาะของส่วนต่อประสาน สมบัติทางกล สมบัติทางความร้อน ฯลฯ จากผลการประเมิน กระบวนการบำบัดพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนสามารถปรับให้เหมาะสมและปรับเปลี่ยนได้ เพื่อประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

5. สิ่งที่ควรทราบ
ในระหว่างการรักษาพื้นผิวและกระบวนการปรับเปลี่ยนความรู้สึกของพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ คุณต้องใส่ใจกับประเด็นต่อไปนี้:
เลือกวิธีการรักษาและตัวแก้ไขที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าการรักษาและผลการปรับเปลี่ยนที่เหมาะสมที่สุด
พารามิเตอร์ควบคุม เช่น อุณหภูมิและเวลาระหว่างการประมวลผลและการดัดแปลง เพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อคาร์บอนไฟเบอร์
สักหลาดพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ที่ผ่านการบำบัดจะถูกล้างและทำให้แห้งอย่างทั่วถึงเพื่อขจัดสิ่งตกค้างและสิ่งสกปรก ประเมินประสิทธิภาพอย่างเข้มงวดกับสักหลาดพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์ที่ผ่านการดัดแปลง เพื่อให้แน่ใจว่าตรงตามข้อกำหนดการใช้งาน

การรักษาพื้นผิวและการปรับเปลี่ยนความรู้สึกพื้นผิวคาร์บอนไฟเบอร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อนซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการอย่างครอบคลุมเพื่อให้ได้ผลการปรับปรุงประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ด้วยวิธีการรักษาและการปรับเปลี่ยนที่เหมาะสม แรงยึดประสานระหว่างคาร์บอนไฟเบอร์และวัสดุเมทริกซ์สามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของวัสดุคอมโพสิตได้ และสามารถให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งสำหรับการประยุกต์ใช้คาร์บอนไฟเบอร์ในวงกว้าง