Sợi carbon có bị mòn không

Sau đây là một giải pháp từng bước để thêm lớp phủ chống hao mòn vào sợi carbon, kết hợp với thực tiễn công nghiệp và dữ liệu nghiên cứu khoa học:

I . Tiền xử lý bề mặt (cải thiện độ bám dính của lớp phủ)

1. Điều trị plasma

- Sử dụng khí hỗn hợp argon/oxy (tỷ lệ 3: 1) để xử lý plasma ở nhiệt độ thấp, công suất 200-400 W, thời gian xử lý 5-15 phút

- Sau khi xử lý, năng lượng bề mặt được cải thiện bởi 30%-50%và cường độ liên kết lớp phủ đạt đến 15-25 MPA

2. Phương pháp khắc hóa học

- Sử dụng axit nitric (nồng độ 68%) và axit sunfuric (nồng độ 98%) theo tỷ lệ thể tích là 1: 3, ngâm cho 10-30 giây và tạo thành cấu trúc rãnh cấp micron

- Thời gian cần được kiểm soát nghiêm ngặt để ngăn ngừa thiệt hại sợi và độ sâu khắc được khuyến nghị nhỏ hơn hoặc bằng 5μm

II . Lựa chọn và xử lý vật liệu lớp phủ

1. Lớp phủ tổng hợp dựa trên polyurethane

- Khi thêm 15% -20% nano-al₂o₃ (kích thước hạt 50-100 nm) và độ dày lớp phủ là 50-80 μm, kiểm tra Wear Taber cho thấy khả năng chống mài mòn được cải thiện bởi 6-8
- Các thông số xây dựng: Áp lực phun 0.3-0.5 MPa, nhiệt độ bảo dưỡng 80 độ /2H +120 độ /1H

2. lớp phủ gốm (giải pháp được đề xuất)
-Chuẩn bị Lớp phủ tổng hợp SiO₂-TiO₂ bằng phương pháp Sol-Gel:
- ethyl orthosilicate: tetrabutyl titanate=4: 1 (tỷ lệ mol)
- Khi độ dày của lớp phủ là 100-150 nm, độ siêu nhỏ đạt đến 8-10 GPA và hệ số ma sát bị giảm xuống 0.15-0.2}}}}}}}}}}}}}}}}}
- Lớp phủ Cr₃c₂-NICR của Plasma:
- Kích thước hạt 15-45 μm, phun nguồn 40-50 kW, độ xốp<2%
- Tốc độ hao mòn chỉ là 1,2 × 10⁻⁶ mm³/n · m dưới tải 10n

III . Các điểm điều khiển quá trình chính

1. Quản lý nhiệt độ

- Tốc độ gia nhiệt trong giai đoạn bảo dưỡng nhỏ hơn hoặc bằng 5 độ /phút để tránh bị nứt lớp phủ

- Điều trị ủ gradient: 300 độ cho 1H → 500 độ cho 0,5h → làm mát tự nhiên

2. Điều khiển độ dày

- Giám sát thời gian thực bằng cách sử dụng đồng hồ đo độ dày dòng xoáy, với độ lệch cho phép là ± 5μm

- Đối với lớp phủ nhiều lớp, độ dày lớp đơn được khuyến nghị nhỏ hơn hoặc bằng 30μm và tổng độ dày nhỏ hơn hoặc bằng 150μm

IV . Tiêu chuẩn xác minh hiệu suất

1. Kiểm tra điện trở hao mòn

- Tiêu chuẩn ASTM G99: Sử dụng bóng WC (đường kính 6 mm), tải trọng 10n, tốc độ xoay 200 vòng / phút và thử nghiệm 30 phút

- Các chỉ số đủ điều kiện: Độ mòn âm lượng nhỏ hơn hoặc bằng 5 × 10⁻⁶ mm³/n · m

2. Kiểm tra cường độ liên kết

- Theo thử nghiệm kéo ra ASTM D4541, yêu cầu lớn hơn hoặc bằng 15MPa