Μελέτη για τη χημική αντοχή στη διάβρωση των σύνθετων ανθρακονημάτων
Τα σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, την αυτοκινητοβιομηχανία, τις σιδηροδρομικές μεταφορές και άλλους τομείς λόγω των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων τους και της αντοχής τους στη χημική διάβρωση. Αυτό το άρθρο θα διερευνήσει τη χημική αντοχή στη διάβρωση των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα.
Αντοχή στη χημική διάβρωση του ίδιου του ανθρακονήματος
Το ίδιο το ανθρακονήματα έχει εξαιρετική αντοχή στη χημική διάβρωση. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία, οι ίνες άνθρακα είναι σταθερές στα αλκάλια και σχεδόν σε όλα τα φάρμακα εκτός από μερικά ισχυρά οξέα όπως το νιτρικό οξύ. Αυτή η σταθερότητα πηγάζει από το γεγονός ότι μετά από επεξεργασία γραφιτοποίησης υψηλής θερμοκρασίας των ινών άνθρακα σε 2000-3000 βαθμό , έχει μια μικροκρυσταλλική δομή παρόμοια με τους κρυστάλλους γραφίτη, γεγονός που το καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικό στη μέση διάβρωση.
Αντοχή στη χημική διάβρωση των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα
Επίδραση της μήτρας ρητίνης
Η αντοχή στη χημική διάβρωση των σύνθετων ινών άνθρακα εξαρτάται όχι μόνο από την ίδια την ίνα άνθρακα, αλλά και από το υλικό της μήτρας. Η αντίσταση στη διάβρωση σε οξέα και αλκάλια των κοινώς χρησιμοποιούμενων σύνθετων ανθρακονημάτων από εποξική ρητίνη είναι σχετικά γενική. Ωστόσο, επιλέγοντας ρητίνες με καλύτερη αντοχή στη χημική διάβρωση, όπως η φαινολική εποξειδική ρητίνη, η αντοχή στη χημική διάβρωση των σύνθετων υλικών μπορεί να βελτιωθεί.
Επιρροή της κατάστασης διεπαφής
Η αντίσταση στη χημική διάβρωση των σύνθετων ινών άνθρακα επηρεάζεται επίσης από την κατάσταση διεπαφής μεταξύ ινών άνθρακα και μήτρας ρητίνης. Μέθοδοι επιφανειακής επεξεργασίας όπως η αποξήρανση, η οξείδωση και η επεξεργασία πλάσματος μπορούν να βελτιώσουν την πρόσφυση μεταξύ ινών άνθρακα και μήτρας ρητίνης, βελτιώνοντας έτσι τη χημική αντοχή στη διάβρωση των σύνθετων υλικών.
Επίδραση της διαδικασίας παρασκευής σύνθετου υλικού
Διαφορετικές διαδικασίες προετοιμασίας, όπως θερμή συμπίεση, χύτευση μεταφοράς ρητίνης με τη βοήθεια κενού (VARTM), εμποτισμός ρητίνης, κ.λπ., θα προκαλέσουν διαφορές στο πορώδες, την κατανομή των ινών και την περιεκτικότητα σε ρητίνη μέσα στο σύνθετο υλικό, το οποίο με τη σειρά του επηρεάζει τη χημική αντοχή στη διάβρωση. Σε γενικές γραμμές, τα σύνθετα υλικά με χαμηλό πορώδες, ομοιόμορφη κατανομή ινών και μέτρια περιεκτικότητα σε ρητίνη έχουν καλύτερη αντοχή στη χημική διάβρωση.
Σύναψη
Η αντίσταση στη χημική διάβρωση των σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα εξαρτάται κυρίως από την ίδια την ίνα άνθρακα, τη χημική αντίσταση στη διάβρωση της μήτρας της ρητίνης, την κατάσταση διεπαφής των ινών άνθρακα και της μήτρας ρητίνης και τη διαδικασία παρασκευής του σύνθετου υλικού. Η κατανόηση αυτών των παραγόντων είναι ζωτικής σημασίας για την επιλογή κατάλληλων σύνθετων υλικών από ανθρακονήματα για συγκεκριμένες εφαρμογές.
