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碳纖維(wéi)複合材料箱體結構(gòu)的耐腐蝕性能分析
作(zuò)者:蘇州www.91發布時間:2020-06-12瀏覽量: 695

傳統的金屬材(cái)料製品,最主要考(kǎo)慮的是其使用壽命。眾所周知,金屬(shǔ)材料電化學活性高,容易被腐蝕,碳纖(xiān)維材料作為現如(rú)今先進(jìn)的複合材料之一,其優(yōu)良特性除了重量輕、強度高之外,耐腐蝕性能相比與其他(tā)傳統材料優勢(shì)也是否明顯。

(圖示:碳纖維箱體)

碳纖維複合材料箱體被廣泛應用於軍用包裝、運輸,在民用(yòng)的(de)包裝運(yùn)輸上也有著廣泛的使用,在軍用方麵,由於(yú)軍用物資的特殊性,運送和保護箱體的耐腐蝕性顯得(dé)尤為重要。

碳纖維複合材料箱體(tǐ)不僅質量輕強度高,其突出的抗(kàng)腐蝕性(xìng)能可(kě)以經受住風(fēng)吹雨淋和酸堿鹽等腐蝕,使用時間比木質箱(xiāng)體和金屬材質箱體要長。那麽,碳纖維複合(hé)材料箱體為什麽會具有這麽強的耐腐蝕性(xìng)呢?其耐腐蝕性能是由哪(nǎ)些因素(sù)決(jué)定的呢?

首先,碳纖維材料本(běn)身就具有(yǒu)很強的耐腐蝕性。碳(tàn)纖維是經過(guò)2000—3000℃高溫石墨化處理形成的(de)類似石(shí)墨晶體的微(wēi)晶結構,這種結(jié)構本(běn)身就具有很高的耐介質腐蝕性,在高達50%的(de)鹽酸、硫酸或者磷酸中亦能在彈性模量、強度和直徑等方(fāng)麵基本保持無變化。

因此,作(zuò)為增強材料來說(shuō),碳纖維(wéi)在耐腐蝕性能(néng)方麵有足夠的保(bǎo)證。但是,實際(jì)應用中碳纖維箱體在耐腐蝕性能方麵還存在著很(hěn)大(dà)的差異,因(yīn)為和碳(tàn)纖維結合使用的(de)樹脂基(jī)體以及(jí)碳纖維與樹脂(zhī)之間的(de)界麵等種種因素都會對碳纖(xiān)維複(fù)合材(cái)料製品(pǐn)的耐腐蝕性造成影響。

與碳纖維結合使用的不同基體樹脂在耐腐蝕性上有所區別,在不同環境中以及在不同(tóng)環境下的工作時間也(yě)會造成碳纖維複合材料製品不同的耐(nài)腐蝕性表現。如(rú)較常見的碳纖維增強環氧樹脂(zhī)基,其在不同環境(jìng)下長期存放後,仍能較好地(dì)保持彎曲強度(dù),因為環氧(yǎng)樹脂的耐候性較好。

但是這種複合材料(liào)在亞濕(shī)熱氣候區及沿海地區的老化速度和程度比在溫帶、內陸(lù)和寒濕帶要來的更加明顯。因為,紫外線、氧氣和潮濕的綜合性作用在環境對環氧樹脂(zhī)複合(hé)材料的老化作用中,比單方麵的作用力更強。

老化的過(guò)程往往是從(cóng)環氧樹(shù)脂複合材料(liào)的表麵開始,然後(hòu)逐步向其內部進行擴展。如果在(zài)環(huán)氧樹脂碳纖維複(fù)合材料的(de)表麵塗漆膜或是粘貼能吸收紫(zǐ)外線的透(tòu)明薄膜(mó),或者在基體中添加增加耐候性的助劑(jì)等等(děng),都能(néng)有效提高碳纖維複合材料的(de)耐腐(fǔ)蝕(shí)性能。

在設計(jì)和使用碳纖維複合材(cái)料時,大分子結(jié)構中含有體(tǐ)型(xíng)結構、苯(běn)環、雜環,分(fèn)子間能形成氫鍵結晶性高聚物的樹脂基體(tǐ)是增強碳纖維複合材料製品耐腐蝕性較好的選擇,另(lìng)外,製品具體的加工(gōng)工藝對其耐腐蝕性也(yě)有一定的影響,www.91複材在多年的碳纖維複合材料製品研發過程中發現,碳纖維複合材料製品在製造過程中,在滿足性能(néng)要求的(de)前提(tí)下盡可能地提高(gāo)製品(pǐn)的固化程度將有效提高製品的耐腐蝕性。

實際應用也表明,在碳纖維(wéi)環氧樹脂複合材料製品的成型過程中,界麵狀態及界麵(miàn)區域的形成是提高其產品耐(nài)介質腐蝕性能的關鍵。加強對碳纖維複(fù)合材料製品的表麵處理對其防腐蝕(shí)性能的影響是直接(jiē)的,有效的表麵處理既(jì)可(kě)以保護纖維表麵,又能增強纖維與樹脂界麵的粘(zhān)接力,從而防止水(shuǐ)分或其他有害介質(zhì)的侵入。

通過改善界麵粘結(jié)性能,提高複合材(cái)料的界麵粘結強度,可降低孔隙率和結構(gòu)缺陷,使得腐蝕介質不易(yì)滲透、擴散。除此之外,www.91複(fù)材的研發團隊對經過不同表(biǎo)麵處理的碳(tàn)纖維複合材料製品進行對比(bǐ)測試,結論顯示,設計合理的耐腐蝕(shí)層,如足夠的富樹脂防滲層以及使用玻璃鱗片(piàn)塗料等,都是可供選擇的處理方式。

伴(bàn)隨著碳纖維複合材料(liào)製品(pǐn)應用技術的發展,在行軍途中或物資轉運等工作場景(jǐng)下(xià),碳纖維箱體的耐腐蝕為其贏來越(yuè)來越多的應用機會。即便是在正常的工作環境中,碳纖維複合材料的這種性能優勢也能有效(xiào)延(yán)長軍用箱體的使用壽命,為其進一步取代傳統軍用箱體,拓展在軍用領域的發展空間。(推薦(jiàn)閱讀:利用碳纖維材料定製電池箱體結(jié)構

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