碳纖維缺陷千姿百態(tài),種類繁多,缺陷大體可分為表面缺陷和內(nèi)部缺陷兩大類。碳纖維手機(jī)殼外柔內(nèi)剛”,質(zhì)量比金屬鋁輕,但強(qiáng)度卻高于鋼鐵,并且具有耐腐蝕、高模量的特性,在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性,又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性,是新一代增強(qiáng)纖維。碳纖維復(fù)合材料此前世界上碳纖維技術(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。碳纖維制品就是指以碳纖維預(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。碳纖維復(fù)合材料在之前還有一種說(shuō)法是,碳纖維制品與同等質(zhì)量的金屬材料相比,碳纖維的強(qiáng)度等于金屬?gòu)?qiáng)度的12陪。同樣大小的缺陷,表面缺陷對(duì)其拉伸強(qiáng)度的影響(influence)要大于內(nèi)部缺陷。今天碳纖維的小編就給大家介紹一下碳纖維表面缺陷及原因。 copyright 123456
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在顯微鏡下觀察,如果發(fā)現(xiàn)碳纖維表面存在圓斑形沉積物。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。這可能是在濕紡的成纖過(guò)程(guò chéng)中產(chǎn)生的,即凝固浴中微小懸浮物沉積在初生纖維表面再經(jīng)預(yù)氧化和碳化而產(chǎn)生的。因此,循環(huán)的凝固液需經(jīng)過(guò)濾,濾掉懸浮物,以防污染初生纖維。此外,表面為圓形斑點(diǎn)沉積物,也很可能是沉積微小紡絲液滴所致。 有些還存在內(nèi)部裂紋或明顯的皮芯結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生很可能是因沒(méi)有充分預(yù)氧化、未形成梯形結(jié)構(gòu)的芯部在碳化過(guò)程(guò chéng)熱降解的結(jié)果。換言之,致密表皮是梯形結(jié)構(gòu)熱解和縮合的結(jié)果,芯部是由線型分子鏈熱降解的樹(shù)脂碳組成。熱降解分解多,殘留少,導(dǎo)致(cause)形成松散結(jié)構(gòu)和裂紋。 碳纖維內(nèi)部還可能存在的大孔洞。無(wú)疑,這些大孔洞的存在最大化減少了承載負(fù)荷的有效截面積,使其拉伸強(qiáng)度下降。假如孔洞使有效截面積降低了23.6%,那么拉伸強(qiáng)度達(dá)不到T300級(jí)碳纖維水平。這些內(nèi)部大孔洞的產(chǎn)生可能有兩個(gè)原因,一是PAN原絲本身有中心大孔洞,二是預(yù)氧化過(guò)程(guò chéng)中存在嚴(yán)重的皮芯結(jié)構(gòu),在碳化過(guò)程中未形成梯形結(jié)構(gòu)的芯部急劇揮發(fā)的結(jié)構(gòu)。 在碳化過(guò)程中,纖維由柔性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈?,劃起的碎片也不可能保留下?lái)。因此,表面劃傷很可能在預(yù)氧化過(guò)程中產(chǎn)生,再經(jīng)直線運(yùn)行的碳化,劃起碎片保留在原位的概率最大。劃傷的原因,無(wú)疑是在輸送輥筒表面光潔度差所致,所以,輥筒需經(jīng)噴涂陶瓷(原料:非金屬礦物)處理(chǔ lǐ)。研磨和拋光(polishing),除去毛刺、銳角。碳纖維材料(Material)的表面處理(chǔ lǐ)方法及優(yōu)點(diǎn)
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