1. Prétraitement du feutre de surface en fibre de carbone
Avant traitement et modification de surface, le feutre de surface en fibre de carbone doit d'abord être prétraité pour éliminer les impuretés de surface et les taches d'huile. Cela implique généralement les étapes suivantes :
Nettoyage : utilisez des solvants organiques tels que l'alcool, l'acide acétique ou l'acétone pour essuyer ou tremper le feutre de surface en fibre de carbone afin d'éliminer la graisse, la poussière, l'asphalte et autres contaminants. Cette étape garantit la propreté du feutre de surface en fibre de carbone et fournit une base propre pour le traitement ultérieur.
Rugosité de la surface : Afin d'assurer une meilleure adhérence et imprégnation, la surface du feutre en fibre de carbone doit être rendue rugueuse. Ceci peut être réalisé en broyant légèrement la surface en fibre de carbone ressentie par des moyens mécaniques, tels que du papier de verre ou une meuleuse, pour augmenter la rugosité de la surface. La surface rugueuse contribue à renforcer la force de liaison entre la fibre de carbone et le matériau de matrice et améliore les performances du matériau composite.
Pré-oxydation à basse température : Dans certains cas, le feutre de surface en fibre de carbone doit également être pré-oxydé. Le but de la pré-oxydation est de cycliquer les chaînes moléculaires linéaires de la fibre brute en une structure résistante à la chaleur pour garantir qu'elle ne brûlera pas ou ne fondra pas au cours du processus de carbonisation à haute température ultérieur et évitera la fusion et la filamentation. Cette étape est généralement réalisée dans l'azote ou l'air, et la déshydratation des fibres est obtenue en contrôlant la vitesse et le temps de chauffage. La pré-oxydation dans l'air est plus propice à la réaction de déshydratation.
2. Traitement de surface du feutre de surface en fibre de carbone
Le but du traitement de surface est d'augmenter la rugosité du feutre de surface en fibre de carbone et améliorer sa zone de contact et sa force de liaison avec le matériau de la matrice. Les méthodes de traitement de surface couramment utilisées comprennent :
Méthode d'oxydation chimique : utilisez des oxydants pour oxyder la surface de fibres de carbone pour générer des groupes fonctionnels contenant de l'oxygène, augmenter la polarité de la surface et améliorer la compatibilité avec les matériaux matriciels.
Méthode d'oxydation électrochimique : Dans une solution électrolytique, la surface de la fibre de carbone est oxydée en appliquant un courant électrique pour générer une couche d'oxyde plus uniforme.
Méthode de traitement au plasma : utilisez le plasma pour bombarder la surface de la fibre de carbone afin de provoquer une gravure et une oxydation de la surface, augmentant ainsi la rugosité et l'activité de la surface.
3. Traitement de modification du feutre de surface en fibre de carbone
Le traitement de modification vise à améliorer encore les propriétés d'interface entre fibre de carbone et des matériaux matriciels en introduisant des groupes fonctionnels ou des substances spécifiques. Les méthodes de modification courantes incluent :
Modification du revêtement : Application d'une couche de matériaux de revêtement aux propriétés spécifiques, tels que des polymères, des métaux ou des céramiques, sur la surface du feutre en fibre de carbone pour améliorer sa résistance à l'usure, sa résistance à la corrosion ou sa conductivité thermique.
Modification du greffage : greffe de chaînes moléculaires ayant des propriétés spécifiques à la surface de la fibre de carbone par le biais de réactions chimiques, modifiant ainsi ses propriétés chimiques de surface et améliorant la force de liaison de l'interface avec le matériau de la matrice.
Modification composite : fibre de carbone composite avec d'autres matériaux (tels que des nanoparticules, des nanotubes de carbone, etc.) pour former des matériaux composites dotés d'excellentes propriétés, améliorant encore les performances de la fibre de carbone.
4. Post-traitement et évaluation des performances
Après traitement de surface et modification, le tapis de surface en fibre de carbone doit subir un post-traitement et une évaluation des performances pour garantir qu'il répond aux exigences d'utilisation.
Post-traitement : Nettoyer et sécher le feutre de surface en fibre de carbone modifié pour éliminer les résidus et impuretés générés pendant le processus de traitement.
Évaluation des performances : utilisez une série de méthodes expérimentales pour évaluer les performances du tapis de surface en fibre de carbone modifié, y compris la force de liaison de l'interface, les propriétés mécaniques, les propriétés thermiques, etc. Sur la base des résultats de l'évaluation, les processus de traitement de surface et de modification peuvent être optimisés et ajustés. pour de meilleures performances.
5. Choses à noter
Pendant le processus de traitement de surface et de modification du feutre de surface en fibre de carbone, vous devez faire attention aux points suivants :
Choisissez des méthodes de traitement et des modificateurs appropriés pour garantir des effets de traitement et de modification optimaux.
Contrôlez les paramètres tels que la température et le temps pendant le traitement et la modification pour éviter d'endommager les fibres de carbone.
Le feutre de surface en fibre de carbone traité est soigneusement lavé et séché pour éliminer les résidus et impuretés. Effectuez une évaluation stricte des performances du feutre de surface en fibre de carbone modifié pour vous assurer qu'il répond aux exigences d'utilisation.
Le traitement de surface et la modification du feutre de surface en fibre de carbone sont un processus complexe et délicat qui nécessite une prise en compte approfondie de plusieurs facteurs pour obtenir le meilleur effet d'amélioration des performances. Grâce à des méthodes raisonnables de traitement et de modification, la force de liaison d'interface entre la fibre de carbone et le matériau de matrice peut être considérablement améliorée, les performances globales du matériau composite peuvent être améliorées et un support solide peut être fourni pour une large application de la fibre de carbone.
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