前処理を通じて炭素繊維刻んだ鎖の性能を改善する方法は？ ​

酸化処理は、繊維の結合性能をどのように促進しますか？ ​
前処理の最初のステップとして、酸化処理は、特定の手段によって繊維表面に酸素含有官能基を導入するという中心的な目標を持っています。実際の動作では、酸化処理は主に2つの方法を採用しています：気相酸化と液相酸化。 ​
気相酸化は、酸素やオゾンなどの酸化ガスを含む特定の環境に炭素繊維前駆体を配置することです。設定された温度と圧力条件下では、酸化ガス分子は繊維表面の炭素原子と化学的に反応します。反応が進むと、ヒドロキシル、カルボキシル、カルボニルなどの酸素含有官能基が繊維表面に徐々に形成されます。これらの官能基の外観は、繊維表面に多くの「接続ポイント」を追加し、繊維表面の化学的性質と物理構造を変えているようなものです。 ​
液相酸化は、硝酸や硫酸などの強力な酸化溶液を使用します。前駆体が溶液に浸された後、溶液中の強い酸化剤は繊維表面とすぐに接触して反応し、酸素含有官能基の生成も促進します。気相酸化と比較して、液相酸化は酸化の程度をより正確に制御でき、溶液濃度と処理時間は実際のニーズに応じて調整できます。ただし、これらの要因は、動作中に厳密に制御する必要があります。これは、不適切に処理された場合、過度の酸化が繊維の内部構造を損傷し、繊維の全体的な性能に影響を与える可能性があるためです。 ​
いつ 炭素繊維刻んだストランド 他の材料と複合され、表面上の酸素含有官能基が重要な役割を果たします。ポリマーマトリックスを例にとると、繊維表面のカルボキシル基はポリマーのヒドロキシル基と化学的に反応して強い化学結合を形成し、繊維とポリマーの間の化学的接続を実現できます。さらに、酸素含有官能基は、物理的な吸着を介してマトリックス材料と密接に組み合わせることもできます。この強化された結合性能により、ファイバーとマトリックス材料は、力をかけられたときに協力して外力を共同で耐え、界面剥離の発生を効果的に回避し、複合材料の全体的な性能を大幅に改善できます。自動車部品の製造では、酸化された炭素繊維刻んだ鎖の補強プラスチック部品は、衝撃力をよりよく分散させ、車両が衝突に遭遇したときに車両の安全性能を高めることができます。 ​
炭化治療はどのように繊維の強度と弾性率を改善しますか？
炭化は、高温で炭素繊維前駆体を治療するための重要なステップです。その主な目的は、繊維から非炭素要素を除去し、炭素含有量を大幅に増加させることであり、それにより繊維の強度と弾性率を大幅に改善することです。このプロセスは、不活性ガスで保護された高温炉で実行されます。温度が徐々に上昇するにつれて、一連の複雑で重要な物理的および化学的変化が繊維内で発生します。 ​
炭化プロセスは通常、複数の段階に分割されます。初期段階では、水素、酸素、窒素などの前駆体の非炭素元素のほとんどは、ガスの形で分解して脱出し始めます。非炭素元素が分離し続けると、繊維の化学構造が大幅に変化します。中間段階に入ると、繊維内の炭素原子が再配置され、組み合わせてより安定した炭素炭素結合を形成し、繊維の密度が増加し続けます。最終段階では、高温の連続作用の下で、炭素原子の配置がより整然としており、繊維の構造がより密度が高まり、その強度と弾性率が大幅に改善されます。 ​
炭化プロセス全体を通して、非炭素元素が除去されると、よりコンパクトで安定した構造が炭素原子間で再構築されます。この構造変化により、繊維の内部欠陥が減少し、密度が増加し、繊維がより高い強度と弾性率を与えます。強度が高いということは、繊維が破壊せずに大きな張力に耐えることができることを意味し、より高い弾性率は、繊維が力にさらされたときに変形に抵抗するより強い能力を持っていることを意味します。航空宇宙の分野では、炭素化炭素繊維刻んだ鎖鎖で作られた航空機構造成分強化複合材料は、高速飛行と複雑な環境中に航空機によって生成される大きなストレスに耐え、航空機構造の安定性と安全性を確保すると同時に、航空機の軽量設計を達成し、飛行コストを削減します。 ​
グラフィット化は、繊維の導電率と熱安定性をどのように改善しますか？ ​
グラフィット化は、炭素繊維刻んだストランドの性能をさらに最適化するための重要なステップです。繊維の結晶構造をより規則的にすることができ、それにより繊維の導電率と熱安定性が向上します。この治療プロセスは、炭化治療よりも高い温度で実施されます。高温の強力な作用の下で、繊維内の炭素原子は、元の構造の制約を突破し始め、暴力的な動きと再配置を受けるのに十分なエネルギーを得ます。 ​
炭素原子のグラファイト結晶構造への変換を促進するために、治療プロセス中に金属塩などの特定の触媒が添加されることがあります。触媒は、炭素原子の再配置に必要な活性化エネルギーを減らし、グラフィット化プロセスを加速し、より定期的な六角形格子構造を形成するのに役立ちます。グラフィット化プロセス中、不規則に配置された炭素原子が徐々に秩序化され、最終的に高度に秩序化された六角形格子構造が形成されます。 ​
この通常の結晶構造は、繊維の性能に重要な影響を及ぼします。導電率の観点から、その良好な電子伝導経路により、電子は繊維内でよりスムーズに移動する可能性があり、それにより繊維の導電率が大幅に向上します。電子機器製造の分野では、この非常に導電性の炭素繊維刻んだ鎖を使用して、高性能回路基板、バッテリー電極、その他のコンポーネントを製造して、電子機器の性能を向上させることができます。熱安定性の観点から、通常の結晶構造により、炭素原子間の結合がよりコンパクトで秩序だったものになります。高温環境では、繊維はその構造の完全性をよりよく維持し、熱変形と熱分解に効果的に抵抗できます。冶金、セラミック、その他の産業などの高温工業分野では、グラフィット化された炭素繊維刻んだ鎖を高温耐性材料として使用でき、高温環境で長時間安定して働き、関連する工業生産の信頼できる保証を提供します。