Štúdia o chemickej odolnosti kompozitov z uhlíkových vlákien proti korózii
Kompozity z uhlíkových vlákien sú široko používané v leteckom a kozmickom priemysle, vo výrobe automobilov, v železničnej doprave a iných oblastiach vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam a odolnosti voči chemickej korózii. Tento článok bude skúmať chemickú odolnosť kompozitov z uhlíkových vlákien voči korózii.
Odolnosť uhlíkového vlákna proti chemickej korózii samotného
Samotné uhlíkové vlákno má vynikajúcu chemickú odolnosť proti korózii. Podľa literatúry je uhlíkové vlákno stabilné voči zásadám a takmer všetkým liekom okrem niekoľkých silných kyselín, ako je kyselina dusičná. Táto stabilita pramení zo skutočnosti, že po vysokoteplotnej grafitizácii uhlíkového vlákna pri 2000-3000 stupni má mikrokryštalickú štruktúru podobnú grafitovým kryštálom, vďaka čomu je vysoko odolný voči strednej korózii.
Chemická odolnosť kompozitov z uhlíkových vlákien proti korózii
Vplyv živicovej matrice
Chemická odolnosť kompozitov z uhlíkových vlákien proti korózii závisí nielen od samotného uhlíkového vlákna, ale aj od materiálu matrice. Odolnosť proti korózii voči kyselinám a zásadám bežne používaných kompozitov z uhlíkových vlákien z epoxidovej živice je relatívne všeobecná. Avšak výberom živíc s lepšou chemickou odolnosťou proti korózii, ako je fenolová epoxidová živica, je možné zlepšiť odolnosť kompozitov voči chemickej korózii.
Vplyv stavu rozhrania
Odolnosť kompozitov z uhlíkových vlákien voči chemickej korózii je tiež ovplyvnená stavom rozhrania medzi uhlíkovým vláknom a živicovou matricou. Metódy povrchovej úpravy, ako je morenie, oxidácia a plazmová úprava, môžu zlepšiť priľnavosť medzi uhlíkovými vláknami a živicovou matricou, čím sa zlepší odolnosť kompozitných materiálov voči chemickej korózii.
Vplyv procesu prípravy kompozitného materiálu
Rôzne procesy prípravy, ako je lisovanie za tepla, vákuovo podporované lisovanie živice (VARTM), impregnácia živicou atď., spôsobia rozdiely v pórovitosti, distribúcii vlákien a obsahu živice vo vnútri kompozitného materiálu, čo následne ovplyvňuje odolnosť voči chemickej korózii. Všeobecne povedané, kompozitné materiály s nízkou pórovitosťou, rovnomernou distribúciou vlákien a stredným obsahom živice majú lepšiu odolnosť voči chemickej korózii.
Záver
Odolnosť kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien voči chemickej korózii závisí hlavne od samotného uhlíkového vlákna, odolnosti živicovej matrice proti chemickej korózii, stavu rozhrania uhlíkového vlákna a živicovej matrice a procesu prípravy kompozitného materiálu. Pochopenie týchto faktorov je rozhodujúce pre výber vhodných kompozitných materiálov z uhlíkových vlákien pre konkrétne aplikácie.
