¿Cómo tratar y modificar la superficie del fieltro de fibra de carbono para mejorar su rendimiento?

El tratamiento superficial y modificación de fieltro de superficie de fibra de carbono Es un proceso complejo que tiene como objetivo mejorar las propiedades superficiales de la fibra de carbono, mejorando así su unión de interfaz con el material de la matriz y mejorando el rendimiento general del material compuesto.

1. Pretratamiento del fieltro superficial de fibra de carbono.
Antes del tratamiento y modificación de la superficie, el fieltro de superficie de fibra de carbono Primero es necesario un tratamiento previo para eliminar las impurezas de la superficie y las manchas de aceite. Esto generalmente implica los siguientes pasos:
Limpieza: utilice disolventes orgánicos como alcohol, ácido acético o acetona para limpiar o remojar el fieltro de la superficie de fibra de carbono para eliminar grasa, polvo, asfalto y otros contaminantes. Este paso asegura la limpieza de la superficie del fieltro de fibra de carbono y proporciona una base limpia para el procesamiento posterior.
Rugosidad de la superficie: para proporcionar una mejor adherencia e impregnación, es necesario raspar la superficie del fieltro de fibra de carbono. Esto se puede lograr puliendo ligeramente la superficie del fieltro de fibra de carbono mediante medios mecánicos, como papel de lija o una amoladora, para aumentar la rugosidad de la superficie. La superficie rugosa ayuda a mejorar la fuerza de unión entre la fibra de carbono y el material de la matriz y mejora el rendimiento del material compuesto.
Preoxidación a baja temperatura: en algunos casos, el fieltro de la superficie de fibra de carbono también debe preoxidarse. El propósito de la preoxidación es ciclicar las cadenas moleculares lineales de la fibra cruda en una estructura resistente al calor para garantizar que no se queme ni se derrita durante el posterior proceso de carbonización a alta temperatura y evitar la fusión y la filamentación. Este paso generalmente se lleva a cabo en nitrógeno o aire, y la deshidratación de la fibra se logra controlando la velocidad y el tiempo de calentamiento. La preoxidación en el aire favorece más la reacción de deshidratación.

2. Tratamiento superficial del fieltro superficial de fibra de carbono.
El propósito del tratamiento superficial es aumentar la rugosidad de la fieltro de superficie de fibra de carbono y mejorar su área de contacto y fuerza de unión con el material de la matriz. Los métodos de tratamiento de superficies más utilizados incluyen:
Método de oxidación química: utilice oxidantes para oxidar la superficie de fibras de carbono para generar grupos funcionales que contienen oxígeno, aumentar la polaridad de la superficie y mejorar la compatibilidad con los materiales de la matriz.
Método de oxidación electroquímica: en una solución electrolítica, la superficie de la fibra de carbono se oxida aplicando corriente eléctrica para generar una capa de óxido más uniforme.
Método de tratamiento con plasma: utilice plasma para bombardear la superficie de la fibra de carbono para provocar grabado y oxidación de la superficie, aumentando la rugosidad y la actividad de la superficie.

3. Tratamiento de modificación del fieltro superficial de fibra de carbono.
El tratamiento de modificación tiene como objetivo mejorar aún más las propiedades de interfaz entre Fibra de carbon y materiales de matriz mediante la introducción de sustancias o grupos funcionales específicos. Los métodos de modificación comunes incluyen:
Modificación del recubrimiento: Recubrir una capa de materiales de recubrimiento con propiedades específicas, como polímeros, metales o cerámicas, sobre la superficie del fieltro de fibra de carbono para mejorar su resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión o conductividad térmica.
Modificación de injerto: injertar cadenas moleculares con propiedades específicas en la superficie de la fibra de carbono mediante reacciones químicas, cambiando así sus propiedades químicas de la superficie y mejorando la fuerza de unión de la interfaz con el material de la matriz.
Modificación compuesta: Fibra de carbono compuesta con otros materiales (como nanopartículas, nanotubos de carbono, etc.) para formar materiales compuestos con excelentes propiedades, mejorando aún más el rendimiento de la fibra de carbono.

4. Postprocesamiento y evaluación del desempeño
Después del tratamiento y modificación de la superficie, la alfombra de fibra de carbono debe someterse a un posprocesamiento y una evaluación de rendimiento para garantizar que cumpla con los requisitos de uso.
Post-procesamiento: Limpiar y secar la superficie del fieltro de fibra de carbono modificado para eliminar residuos e impurezas generadas durante el proceso de tratamiento.
Evaluación del rendimiento: utilice una serie de métodos experimentales para evaluar el rendimiento de la estera de superficie de fibra de carbono modificada, incluida la resistencia de unión de la interfaz, las propiedades mecánicas, las propiedades térmicas, etc. Según los resultados de la evaluación, el tratamiento de la superficie y los procesos de modificación se pueden optimizar y ajustar. para un mejor rendimiento.

5. Cosas a tener en cuenta
Durante el proceso de tratamiento y modificación de la superficie del fieltro de fibra de carbono, es necesario prestar atención a los siguientes puntos:
Elija métodos de tratamiento y modificadores adecuados para garantizar un tratamiento óptimo y efectos de modificación.
Controlar parámetros como temperatura y tiempo durante el procesamiento y modificación para evitar daños a las fibras de carbono.
La superficie del fieltro de fibra de carbono tratada se lava y seca minuciosamente para eliminar residuos e impurezas. Realice una evaluación estricta del rendimiento del fieltro de la superficie de fibra de carbono modificada para garantizar que cumpla con los requisitos de uso.

El tratamiento superficial y la modificación del fieltro superficial de fibra de carbono es un proceso complejo y delicado que requiere una consideración integral de múltiples factores para obtener el mejor efecto de mejora del rendimiento. A través de métodos razonables de tratamiento y modificación, se puede mejorar significativamente la fuerza de unión de la interfaz entre la fibra de carbono y el material de la matriz, se puede mejorar el rendimiento general del material compuesto y se puede proporcionar un fuerte soporte para la amplia aplicación de la fibra de carbono.