碳纖維材料耐化學腐蝕性研究,碳纖維材料耐化學腐蝕性
維材料耐化學腐蝕性研究顯示,其本身具有較高耐介質腐蝕性,經2000℃-3000℃高溫石墨化處理后,類似石墨晶體的微晶結構使其在高達50%的鹽酸、硫酸或磷酸中,彈性模量、強度和直徑等基本無變化,但碳纖維不耐強堿腐蝕,與金屬接觸易產生電偶腐蝕,在實際應用中,通過改進工藝方法,如提升基體固化程度、減少工藝缺陷、作好表面涂覆防水涂層等,可提升碳纖維零部件的耐腐蝕性能。
碳纖維材料耐化學腐蝕性研究
碳纖維材料的基本特性
碳纖維材料是一種先進的復合材料,由碳纖維作為增強相,與基體材料(如樹脂等)復合而成。碳纖維增強復合材料具有質量輕、強度高、耐高溫、抗腐蝕、熱力學性能優良等特點,被廣泛應用于飛機與衛星的結構材料、汽車零部件、文體用品等各種工業及民用產品上。
碳纖維材料的耐化學腐蝕性
耐酸堿腐蝕
碳纖維材料經過2000-3000℃的高溫石墨化處理,具有類似石墨晶體的微晶結構,這使其具備較高的耐介質腐蝕性。在質量分數為50%的鹽酸、硫酸或磷酸中,200天后其彈性模量、強度和直徑基本無變化。此外,碳纖維材料不是金屬材料,電化學性不高,有一定的耐電腐蝕性能。
耐水性
碳纖維/環氧樹脂復合材料對于蒸餾水的飽和吸水值大約為1.5%。吸水過程是一個質量傳遞的過程,與能量傳遞過程相比要緩慢得多,熱傳遞和濕擴散的速率大約相差105倍。例如,將一塊冷的碳纖維/環氧樹脂復合材料板投入熱的環境中,如果它經過半分鐘達到溫度平衡的話,則由于外界濕度變化,它要達到各處的濕度平衡大約需要1年。對于碳纖維增強的環氧樹脂復合材料在水中浸泡后的變化,其性能下降程度并不嚴重,耐水性較好。
耐介質性
碳纖維由于質量輕、比強度大、耐熱性高以及化學穩定性好(除硝酸等少數強酸外,對堿以及幾乎所有藥品都穩定),在耐腐蝕樹脂基復合材料中獲得了一定的應用。經過碳纖維改性的環氧樹脂具有較高的交聯度和大量的苯環、較高的熱變形溫度和較好的熱穩定性,在260℃下使用仍然具有優良的耐溶劑性和耐堿性。
影響碳纖維材料耐腐蝕性的因素
盡管碳纖維材料本身具有良好的耐化學腐蝕性,但其耐腐蝕性能的高低還受到基體材料等多方面因素的影響。復合材料是由基體連續相、增強體分散相及它們間的相界面構成,這些部分之間相互影響其腐蝕特性,而其中基體性質對復合材料耐腐蝕性起決定作用。
結論
綜上所述,碳纖維材料因其獨特的微晶結構和非金屬特性,展現出優異的耐化學腐蝕性能。然而,其實際耐腐蝕能力還依賴于基體材料的選擇和復合材料的整體設計。在實際應用中,通過優化基體材料和界面處理,可以進一步提升碳纖維復合材料的耐化學腐蝕性。
碳纖維材料耐硝酸腐蝕性
碳纖維復合材料耐溫性能
碳纖維材料在海洋環境中的耐蝕性
碳纖維增強復合材料的界面處理技術





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