فیبر کربن دارای ویژگی های استثنایی استثنایی و مدول خاص ، مقاومت در برابر خوردگی ، پایداری حرارتی ، استقامت خستگی و ساخت آن در کاربردهای هوافضا ، نظامی و صنعتی ضروری است. با این حال سطوح فیبر کربن درمان نشده ، عدم تحرک شیمیایی را نشان می دهد. فاقد گروه های عملکردی فعال ، آنها با ماتریس ضعیف پیوند می خورند و نقص های بین سطحی ایجاد می کنند که باعث تضعیف عملکرد می شود. بنابراین درک روشهای درمان سطح ضروری است.
اهداف اصلی تصفیه سطح عبارتند از:
- از تشکیل لایه بین سطحی ضعیف جلوگیری کنید
- توپوگرافی پیوند بهینه ایجاد کنید
- وابستگی تقویت رزین را تقویت کنید
روشهای درمانی در دو دسته قرار می گیرند:
درمان های اکسیداتیو- گروه های قطبی را معرفی کنید و رابط های ضعیف را از بین ببرید
درمان های غیر اکسیدانی- کربن واکنشی یا مواد دیگر را سپرده می دهد
روشهای اکسیداتیو
اکسیداسیون فاز گاز: الیاف را در معرض گازهای اکسید کننده قرار می دهد (به عنوان مثال ، هوا ، ازن). گروه های قطبی را معرفی می کند و زبری سطح را افزایش می دهد و باعث تقویت مقاومت برشی کامپوزیت می شود.
اکسیداسیون فاز مایع: الیاف را در محلول های اکسیداتیو (اسید نیتریک ، هیپوکلریت سدیم) غوطه ور می کند. سطوح اچ برای تولید شیارها و گروههای حاوی اکسیژن ، بهبود چسبندگی رزین.
اکسیداسیون گازی مایع ترکیبی: پوشش مایع و به دنبال آن اکسیداسیون گاز اعمال می شود. قدرت کششی فیبر و قدرت برشی بین المللی کامپوزیت را تقویت می کند.
اکسیداسیون الکتروشیمیایی: اکسیداسیون آندی در الکترولیت ها. گروههای عملکردی اکسیژن\/نیتروژن را تولید می کند که باعث خیس شدن و واکنش پذیری اپوکسی می شود و عملکرد مکانیکی را بالا می برد.
روشهای غیر اکسیدانی
رسوب بخار: کربن پیرولیتیک را در رابط های فیبر و با فیبر سپرده می کند تا استرس و تقویت پیوند را آرام کند.
الکتروپلیمریزاسیون: فیلم های پلیمری را از طریق پلیمریزاسیون مونومر محور برقی بر روی الیاف شکل می دهد. مورفولوژی\/ترکیب سطح را اصلاح می کند.
پوشش عامل اتصال: از مولکول های آمفیفیلیک (به عنوان مثال ، سیلان) استفاده می کند که از طریق گروه های واکنشی دوگانه از نظر شیمیایی و رزین های شیمیایی.
روکش پلیمری: از پلی آلومینیوکسان استفاده می کند و پس از عملیات حرارتی به پوشش آلومینا تبدیل می شود. مقاومت اکسیداسیون را برای کامپوزیت های ماتریس فلزی افزایش می دهد.
رشد: تقویت کننده های میکروکریستالی (به عنوان مثال ، سوت های SIC) روی سطوح فیبر رشد می کند تا مکانیکی با ماتریس در هم تنیده شود.
درمان پلاسما: سطوح با گاز یونیزه شده برای افزایش زبری و سایت های فعال.
ملاحظات عملی
روشهای غیر اکسیدانی مانند رسوب بخار و درمان پلاسما تجربی باقی مانده و فاقد مقیاس پذیری صنعتی است.
پوشش های جفت\/پلیمری بهبود قدرت حاشیه ای را ارائه می دهند.
الکتروپلیمریزاسیون شامل روشهای پیچیده است.
اکسیداسیون مایع فقط پردازش دسته ای را دارد. مدت زمان اکسیداسیون گاز با توجه به نوع فیبر متفاوت است. اکسیداسیون ترکیبی فاقد کنترل دقیق است.
اکسیداسیون الکتروشیمیایی به عنوان امیدوار کننده ترین ظاهر می شود: به طور یکنواخت قابلیت خیس شدن\/واکنش پذیری را در شرایط خفیف و قابل کنترل تقویت می کند و یکپارچه با خطوط تولیدی آن را به عنوان استاندارد آینده برای مهندسی سطح صنعتی سازگار می کند.
