La fibra di carbonio vanta una forza e un modulo specifici eccezionali, resistenza alla corrosione, stabilità termica, resistenza alla fatica e conducibilità, indispensabile in applicazioni aerospaziale, militare e industriali . ma non trattati in fibra di carbonio, creazione di gravi attivo, che si stavano grave attivo, che non sono stati trattati con le facrociti, che si sono impegnate in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio che si manifestano in fibra di carbonio non trattati in fibra di carbonio che mostrano in fibra di carbonio. che minano le prestazioni . La comprensione dei metodi di trattamento della superficie è quindi essenziale .
Gli obiettivi fondamentali del trattamento superficiale sono di:
- Prevenire la formazione di strati interfacciali deboli
- Crea topografia di legame ottimale
- Migliora l'affinità di rinforzo in resina
I metodi di trattamento rientrano in due categorie:
Trattamenti ossidativi- Introdurre gruppi polari ed eliminare le interfacce deboli
Trattamenti non ossidativi- depositare carbonio reattivo o altre sostanze
Metodi ossidativi
Ossidazione della fase gassosa: Espone le fibre ai gas ossidanti (E . g ., Air, Ozone) . introduce gruppi polari e aumenta la rugosità superficiale, aumentando la forza di taglio composita .}}}
Ossidazione in fase liquida: Immerge le fibre nelle soluzioni ossidative (acido nitrico, ipoclorito di sodio) . incide le superfici per generare scanalature e gruppi contenenti ossigeno, migliorando l'adesione della resina .
Ossidazione combinata del gas-liquid: Applica il rivestimento liquido seguito dall'ossidazione del gas . migliora sia la resistenza alla trazione in fibra sia la resistenza al taglio interlaminar composita .
Ossidazione elettrochimica: L'ossidazione anodica negli elettroliti . genera gruppi funzionali di ossigeno/azoto che migliorano la bagnabilità e la reattività epossidica, elevando le prestazioni meccaniche .
Metodi non ossidativi
Deposizione di vapore: Deposits Carbon pirolitico alle interfacce in fibra-resina per rilassare lo stress e rafforzare il legame .
Elettropolimerizzazione: Forms Polimer Films sulle fibre tramite Polimerizzazione monomerica a campo elettrico . Modifica la morfologia/composizione di superficie .
Rivestimento agente di accoppiamento: Usa molecole anfifiliche (e . g ., Silanes) che colpiscono chimicamente le fibre e le resine tramite gruppi a doppia reattiva .
Rivestimento polimerico: Applica il polialuminoxane, convertendo in rivestimento di allumina dopo il trattamento termico . migliora la resistenza all'ossidazione per i compositi della matrice metallica .
Crescita del baffio: Coltivano rinforzi microcristallini (E . g ., Sic Whiskers) su superfici in fibra per interbloccarsi meccanicamente con matrici .
Trattamento al plasma: Etches superfici con gas ionizzato per aumentare la rugosità e i siti attivi .
Considerazioni pratiche
I metodi non ossidativi come la deposizione di vapore e il trattamento al plasma rimangono sperimentali, privi di scalabilità industriale .
I rivestimenti di accoppiamento/polimero offrono miglioramenti della resistenza marginale .
L'elettropolimerizzazione comporta procedure complesse .
L'ossidazione liquida si adatta solo all'elaborazione batch; La durata dell'ossidazione del gas varia per tipo di fibra; L'ossidazione combinata manca di controllo preciso .
L'ossidazione elettrochimica emerge come la più promettente: migliora uniformemente la bagnabilità/reattività in condizioni lievi e controllabili e si adatta perfettamente alla posizione delle linee di produzione come lo standard futuro per l'ingegneria della superficie industriale .
