碳纖維涂層結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響

　　碳(C)纖維是一種性能優(yōu)良的耐熱纖維。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。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。用碳纖維增強(qiáng)樹脂(Resin)、金屬、陶瓷(原料:非金屬礦物)等，可以值得優(yōu)異的復(fù)合材料(Material)，是航空、航天、電子等工業(yè)的理想材料，但是碳纖維也有它的缺陷，碳纖維易氧(Oxygen)化（oxidation)，如不加保護(hù)，在空氣中只能耐500℃的高溫，因此在超過(guò)500℃以上環(huán)境中就沒(méi)有辦法進(jìn)行工作，涂層不但能有效地防止纖維氧化，而且可以解決諸如(zhū rú)潤(rùn)濕、界面反應(yīng)等問(wèn)題(Emerson)。接下來(lái)公司(Company)就給大家介紹一下碳纖維涂層結(jié)構(gòu)對(duì)性能的影響(influence)。 內(nèi)容來(lái)自123456

內(nèi)容來(lái)自123456

 
  　　當(dāng)碳(C)纖維表面涂覆一層SiO2涂層時(shí)，氧(Oxygen)只有擴(kuò)散通過(guò)(tōng guò)涂層，碳氧才能發(fā)生反應(yīng)。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。也正是因?yàn)槿绱?，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。由于氧在氣相中的傳遞（transmission)速率比在固相中大的多，因此碳的氧化（oxidation)速率越低，涂層的抗氧化(抗氧化自由基)能力就越強(qiáng)。   　　碳纖維保溫處理(chǔ lǐ)后，經(jīng)公司(Company)用電子強(qiáng)力計(jì)測(cè)定碳纖維的單絲抗拉強(qiáng)度（strength)。當(dāng)失重率在5%以內(nèi)時(shí)強(qiáng)度（strength)變化不大。失重率超過(guò)5%，纖維強(qiáng)度（strength)急劇下降(descend)。   　　碳纖維涂覆SiO2及SiO2涂層涂層后，在2000℃之內(nèi)，碳纖維的氧化速率始終受到涂層的擴(kuò)散所控制（control)，其抗氧化數(shù)隨涂層厚度的增加而提高，隨溫度（temperature)的提高而減小，這說(shuō)明利用抗氧化數(shù)預(yù)測(cè)(predict)涂層的抗氧化能力是可行的。   　　公司發(fā)現(xiàn)涂層在高溫下與碳接觸會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))問(wèn)題(Emerson)，大多數(shù)氧化物超過(guò)1500℃時(shí)與碳反應(yīng)生產(chǎn)(Produce)碳化物(carbide)，因而碳化物更有希望成為耐高溫抗氧化涂層。在500-1100℃范圍(fàn wéi)內(nèi)，SiC涂層比SiO2涂層具有更好的抗氧化能力。與未涂覆涂層的碳纖維相比，碳纖維涂覆0.4μm厚度的SiC和SiO2涂層后，在空氣中的耐熱性可以由500℃分別提高到900℃和800℃。