Исследование стойкости к химической коррозии композитов из углеродного волокна
Композиты из углеродного волокна широко используются в аэрокосмической, автомобильной промышленности, железнодорожном транспорте и других областях благодаря своим превосходным механическим свойствам и стойкости к химической коррозии. В этой статье будет рассмотрена стойкость к химической коррозии композитов из углеродного волокна.
Химическая коррозионная стойкость самого углеродного волокна
Углеродное волокно само по себе обладает превосходной стойкостью к химической коррозии. По данным литературы, углеродное волокно устойчиво к щелочам и почти всем лекарственным средствам, за исключением некоторых сильных кислот, таких как азотная кислота. Эта стабильность обусловлена тем, что после высокотемпературной графитизации углеродного волокна при 2000-3000 степени оно имеет микрокристаллическую структуру, подобную кристаллам графита, что делает его очень устойчивым к средней коррозии.
Химическая коррозионная стойкость композитов из углеродного волокна
Влияние матрицы смолы
Химическая коррозионная стойкость углеродных композитов зависит не только от самого углеродного волокна, но и от материала матрицы. Устойчивость к кислотной и щелочной коррозии широко используемых композитов из углеродного волокна на основе эпоксидной смолы является относительно общей. Однако, выбирая смолы с более высокой стойкостью к химической коррозии, такие как фенольно-эпоксидные смолы, стойкость композитов к химической коррозии можно улучшить.
Влияние состояния интерфейса
На химическую коррозионную стойкость композитов из углеродного волокна также влияет состояние интерфейса между углеродным волокном и матрицей смолы. Методы обработки поверхности, такие как травление, окисление и плазменная обработка, могут улучшить адгезию между углеродным волокном и матрицей смолы, тем самым улучшая стойкость композиционных материалов к химической коррозии.
Влияние процесса приготовления композиционного материала
Различные процессы подготовки, такие как горячее прессование, вакуумное трансферное формование смолы (VARTM), пропитка смолой и т. д., приводят к различиям в пористости, распределении волокон и содержании смолы внутри композитного материала, что, в свою очередь, влияет на стойкость к химической коррозии. Вообще говоря, композиционные материалы с низкой пористостью, равномерным распределением волокон и умеренным содержанием смолы обладают лучшей стойкостью к химической коррозии.
Заключение
Химическая коррозионная стойкость композиционных материалов из углеродного волокна в основном зависит от самого углеродного волокна, стойкости к химической коррозии матрицы смолы, состояния границы раздела углеродного волокна и матрицы смолы, а также процесса подготовки композитного материала. Понимание этих факторов имеет решающее значение для выбора подходящих композитных материалов из углеродного волокна для конкретных применений.
