碳纖維是一種機(jī)能精良的耐熱纖維。用碳纖維加強(qiáng)樹脂、金屬、陶瓷等,可能值得優(yōu)良的復(fù)合資料,是航空、航天、電子等產(chǎn)業(yè)的幻想資料,然而碳纖維也有它的缺點(diǎn),碳纖維易氧化,如不加維護(hù),在空氣中只能耐500℃的高溫,因此在超過(guò)500℃以上環(huán)境中就無(wú)奈進(jìn)行工作,涂層豈但能有效地避免纖維氧化,而且可能解決諸如潤(rùn)濕、界面反應(yīng)等問(wèn)題。接下來(lái)就給大家介紹一下碳纖維涂層結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)能的影響。
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當(dāng)碳纖維名義涂覆一層SiO2涂層時(shí),氧只有擴(kuò)散通過(guò)涂層,碳氧才干產(chǎn)生反應(yīng)。
碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱耍饲笆澜缟咸祭w維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。
碳纖維復(fù)合材料以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過(guò)不同的加工方法,加工成為能夠滿足使用要求的材料制品。碳纖維制品廠家主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。因?yàn)檠踉跉庀嘀械膫鬟f速率比在固相中大的多,因此碳的氧化速率越低,涂層的抗氧化才干就越強(qiáng)。 碳纖維保溫處理后,經(jīng)用電子強(qiáng)力計(jì)測(cè)定碳纖維的單絲抗拉強(qiáng)度。當(dāng)失重率在5%以內(nèi)時(shí)強(qiáng)度變更不大。失重率超過(guò)5%,纖維強(qiáng)度急劇降落。 碳纖維涂覆SiO2及SiO2涂層涂層后,在2000℃之內(nèi),碳纖維的氧化速率始終受到涂層的擴(kuò)散所把持,其抗氧化數(shù)隨涂層厚度的增加而進(jìn)步,隨溫度的進(jìn)步而減小,這說(shuō)明利用抗氧化數(shù)料想涂層的抗氧化才干是可行的。 發(fā)明涂層在高溫下與碳接觸會(huì)呈現(xiàn)不牢固問(wèn)題,大多數(shù)氧化物超過(guò)1500℃時(shí)與碳反應(yīng)生產(chǎn)碳化物,因此碳化物更有盼望成為耐高溫抗氧化涂層。在500-1100℃范疇內(nèi),SiC涂層比SiO2涂層存在更好的抗氧化才干。與未涂覆涂層的碳纖維比較,碳纖維涂覆0.4μm厚度的SiC跟SiO2涂層后,在空氣中的耐熱性可能由500℃分辨進(jìn)步到900℃跟800℃。
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