מחקר על עמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן
חומרי סיבי פחמן מרוכבים נמצאים בשימוש נרחב בתעופה וחלל, ייצור רכב, תחבורה ברכבת ותחומים אחרים בשל התכונות המכניות המצוינות שלהם ועמידותם בפני קורוזיה כימית. מאמר זה יחקור את העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן.
עמידות בפני קורוזיה כימית של סיבי פחמן עצמם
לסיבי פחמן עצמם יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה כימית. על פי הספרות, סיבי פחמן יציבים לאלקאלי וכמעט כל התרופות מלבד כמה חומצות חזקות כמו חומצה חנקתית. יציבות זו נובעת מהעובדה שאחרי טיפול גרפיטיזציה בטמפרטורה גבוהה של סיבי פחמן בדרגה 2000-3000, יש לו מבנה מיקרו-גבישי הדומה לגבישי גרפיט, מה שהופך אותו לעמיד מאוד בפני קורוזיה בינונית.
עמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן
השפעת מטריצת שרף
העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן תלויה לא רק בסיבי הפחמן עצמו, אלא גם בחומר המטריצה. עמידות בפני קורוזיה חומצה ואלקלי של חומרי סיבי פחמן שרף אפוקסי הנפוצים היא כללית יחסית. עם זאת, על ידי בחירת שרפים בעלי עמידות בפני קורוזיה כימית טובה יותר, כגון שרף אפוקסי פנולי, ניתן לשפר את העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים.
השפעת מצב הממשק
העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן מושפעת גם ממצב הממשק בין סיבי פחמן למטריצת שרף. שיטות טיפול פני השטח כגון כבישה, חמצון וטיפול בפלזמה יכולות לשפר את ההידבקות בין סיבי פחמן למטריצת שרף, ובכך לשפר את העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים.
השפעת תהליך הכנת החומרים המרוכבים
תהליכי הכנה שונים, כגון כבישה חמה, יציקת שרף בסיוע ואקום (VARTM), הספגת שרף וכו', יגרמו להבדלים בנקבוביות, פיזור הסיבים ותכולת השרף בתוך החומר המרוכב, אשר בתורו משפיע על עמידות בפני קורוזיה כימית. באופן כללי, לחומרים מרוכבים עם נקבוביות נמוכה, פיזור סיבים אחיד ותכולת שרף מתונה יש עמידות טובה יותר בפני קורוזיה כימית.
מַסְקָנָה
העמידות בפני קורוזיה כימית של חומרים מרוכבים של סיבי פחמן תלויה בעיקר בסיבי הפחמן עצמו, בעמידות הקורוזיה הכימית של מטריצת השרף, במצב הממשק של סיבי הפחמן ומטריצת השרף ובתהליך ההכנה של החומר המרוכב. הבנת הגורמים הללו חיונית לבחירת חומרים מרוכבים מתאימים לסיבי פחמן עבור יישומים ספציפיים.
