Поверхность - углеродное волокно
Cтраница 3
Было установлено, что исходные металлические покрытия из меди и никеля сплошные. Под воздействием температуры поверхность металлизированного углеродного волокна модифицируется. Аналогичные результаты при указанных температурах получаются и в случае покрытия углеродных волокон никелем. [31]
В процессе карбонизации и дальнейшего графитирования ( при температурах до 2000 С) углеродное волокно обогащается углеродом. Величина удельной поверхности при графи-тировании уменьшается, часть тонких пор при этом закрывается. Благодаря значительному увеличению кристаллитов и удалению окислов поверхность углеродного волокна становится более однородной, менее подверженной окислению и термостойкой. [32]
 |
Механич. свойства углеродоплаетов на основе необработанных и обработанных углеродных волокон. [33] |
Для повышения прочности и модуля при сдвиге поверхность углеродных волокон модифицируют: прививкой химич. [34]
Приведенное выше описание результатов проделанных экспериментов позволяет выделить роль двух наиболее мощных механизмов эрозии поверхности автокатодов при их формовке и последующей работе. Имеет смысл выделить ряд последовательных этапов эрозии поверхности полиакрилонитрильных углеродных волокон. На первом этапе ( длительностью до 5 - 10 минут в вакууме 5 - 10 - 6 мм рт. ст.) происходит вначале развитие сети дислокаций на торцевой и боковой поверхностях волокна под действием ионной бомбардировки, а затем увеличение их до плоских округлых раковин диаметром до 1 мкм и глубиной до 0 3 мкм. Длительность этого этапа существенно зависит от рабочего вакуума в установке, а также от состояния приповерхностных слоев материала каждого конкретного катода ( распределения по поверхности коэффициента ионного распыления) и может колебаться от нескольких десятков секунд до 5 - 10 минут для одного и того же материала. [35]
Увеличение температуры процесса выше 500 С приводит к крекингу углеводородов и увеличению доли реакций уплотнения, присущих поликонденсационному механизму, что отражается на составе газа, в котором возрастает содержание углеводородных компонентов, особенно непредельных. В состав волокнистого углеродного вещества кроме углерода входит также водород и никель. Содержание водорода, возможно, объясняется адсорбцией последнего на поверхности углеродного волокна и замещением части углерода при гидрировании. Содержание никеля, вероятно, объясняется задержкой частиц катализатора в структуре волокна. [36]
Увеличение температуры процесса выше 500 С приводит к крекинг углеводородов и увеличению доли реакций уплотнения, присущих поликонденсационному механизму, что отражается на составе газа, в котором Возрастает содержание углеводородных компонентов, особенно непредельных. В состав волокнистого углеродного вешества входит также водород и никель. Содержание водорода, возможно, объясняется адсорбцией последнего на Поверхности углеродного волокна И замещением части углерода при гидрировании. Содержание никеля, возможно, объясняется задержкой частиц катализатора в структуре волокна. [37]
Физико-химическое состояние поверхности оказывает существенное влияние на процесс химического никелирования. Осаждение покрытия происходит в том случае, если материал волокон является катализатором для восстановительной - реакции. Углерод не является катализатором реакции восстановления ионов никеля, поэтому поверхность углеродных волокон необходимо предварительно обработать, придав ей каталитические свойства. [38]
Следует отметить, что окисленные волокна адсорбируют вдвое больше синего метилена, чем желтого метанила. Катионный синий метилен несет положительный заряд и содержит три основные аминогруппы, которые должны притягиваться кислотными группами на поверхности углерода. Желтый метанил как кислотный анион в растворе должен притягиваться к основным группам на поверхности углеродного волокна. Поэтому ингибирование адсорбции анионного красителя может быть результатом увеличения количества отрицательно заряженных групп на поверхности волокна. Различие в степени адсорбции поверхностью волокна кати-онного красителя СМ и анионного красителя Ж М может служить мерой количества образующихся анионных групп на поверхности графита. [39]
 |
Корреляция межслоевой прочности при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон с модулем упругости волокон. [40] |
Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон ( рис. 2.59) [ НО ] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных ( тип 2) углеродных волокон - открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных ( тип 1) волокон - более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов. Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. [41]
 |
Корреляция межслоевой прочности при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон с модулем упругости волокон [ ПО ]. [42] |
Корреляция между межслоевой прочностью при сдвиге композиционных материалов на основе углеродных волокон и модулем упругости волокон ( рис. 2.59) [110] отражает важнейший недостаток углеродных волокон. Это частично обусловлено тем, что поверхность низкомодульных высокопрочных ( тип 2) углеродных волокон - открытая и высокопористая, тогда как поверхность высокомодульных ( тип 1) волокон - более гладкая. Пористость волокон вызывается выделением летучих продуктов пиролиза, количество которых уменьшается в процессе графитизации с одновременным повышением регулярности кристаллов в результате протекания диффузионных процессов. Другим важным фактором, определяющим сдвиговую прочность этих материалов, является способность полимерного связующего смачивать поверхность углеродных волокон. Низкомодульные углеродные волокна имеют более высокую поверхностную энергию из-за наличия большого количества химически активных групп. Количество этих групп уменьшается при повышении температуры карбонизации, и они практически исчезают при графитизации. Для решения проблемы низкой сдвиговой прочности композиционных материалов на основе углеродных волокон было проведено большое число исследований по повышению адгезионной прочности сцепления волокон с матрицей без снижения прочности волокон. [43]
По данным [90] алюминий практически не растворим в углероде, а растворимость углерода в алюминии не превышает 0 05 % по массе при 1300 - 1500 С. Углеродные волокна не смачиваются расплавами на основе алюминия до 1100 С. При этой температуре волокна растворяются в расплаве на 40 - 60 % своего объема и полностью теряют прочность. Количество карбидной фазы в материале, полученном при температуре самопроизвольного смачивания, настолько велико, что при последующем хранении образцов в течение нескольких дней они самопроизвольно разрушаются в результате выделения ацетилена при реакции карбида с влагой. Если пропитываются волокна с никелевым или медным покрытием, то последнее интенсивно растворяется в расплаве, и волокна разупроч-няются после контакта с расплавом в течение 2 - 5 мин на 40 - 50 % исходной прочности. Подобное же явление отмечено в работе [128], авторы которой обеспечивали смачивание путем химической обработки поверхности углеродных волокон. [44]
Страницы: 1 2 3