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碳纤维涂层结构对性能的影响

文章出处:网络责任编辑:编辑人气:发表时间:2018-06-11【

  碳(C)纤维是一种性能优良的耐热纤维。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维,其含碳量随种类不同而异,一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性,如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等,但与一般碳素材料不同的是,其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物,沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小,因此有很高的比强度。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料,通过不同的加工方法,加工成为能够满足使用要求的材料制品。用碳纤维增强树脂(Resin)、金属、陶瓷(原料:非金属矿物)等,可以值得优异的复合材料(Material),是航空、航天、电子等工业的理想材料,但是碳纤维也有它的缺陷,碳纤维易氧(Oxygen)化(oxidation),如不加保护,在空气中只能耐500℃的高温,因此在超过500℃以上环境中就没有办法进行工作,涂层不但能有效地防止纤维氧化,而且可以解决诸如(zhū rú)润湿、界面反应等问题(Emerson)。接下来公司(Company)就给大家介绍一下碳纤维涂层结构对性能的影响(influence)。 本文来自123

本文来自123

 
    当碳(C)纤维表面涂覆一层SiO2涂层时,氧(Oxygen)只有扩散通过(tōng guò)涂层,碳氧才能发生反应。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性,因此碳纤维制品的强度大,硬度高,远超过同体积同重量的金属材质。因此,碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此,此前世界上碳纤维技术发达的国家(美国、德国、日本、韩国),对于向中国输出碳纤维产品和技术,保持着极其谨慎的态度。即使在目前,我国碳纤维以及碳纤维制品的进口,还受到发达国家的严格控制。由于氧在气相中的传递(transmission)速率比在固相中大的多,因此碳的氧化(oxidation)速率越低,涂层的抗氧化(抗氧化自由基)能力就越强。     碳纤维保温处理(chǔ lǐ)后,经公司(Company)用电子强力计测定碳纤维的单丝抗拉强度(strength)。当失重率在5%以内时强度(strength)变化不大。失重率超过5%,纤维强度(strength)急剧下降(descend)。     碳纤维涂覆SiO2及SiO2涂层涂层后,在2000℃之内,碳纤维的氧化速率始终受到涂层的扩散所控制(control),其抗氧化数随涂层厚度的增加而提高,随温度(temperature)的提高而减小,这说明利用抗氧化数预测(predict)涂层的抗氧化能力是可行的。     公司发现涂层在高温下与碳接触会出现不稳定(解释:稳固安定;没有变动)问题(Emerson),大多数氧化物超过1500℃时与碳反应生产(Produce)碳化物(carbide),因而碳化物更有希望成为耐高温抗氧化涂层。在500-1100℃范围(fàn wéi)内,SiC涂层比SiO2涂层具有更好的抗氧化能力。与未涂覆涂层的碳纤维相比,碳纤维涂覆0.4μm厚度的SiC和SiO2涂层后,在空气中的耐热性可以由500℃分别提高到900℃和800℃。
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