Cymhariaeth o effeithiau gwahanol ddulliau addasu ar briodweddau mecanyddol ffibrau basalt
1. Effaith addasu asiant cyplu silane ar briodweddau mecanyddol
Mae asiantau cyplu silane (e.e. KH-550 a KH-570) yn ffurfio haen adweithiol ar wyneb ffibrau basalt drwyddo Cemegol bondio, sy'n gwella'r bondio rhyngwynebol rhwng y ffibrau a'r swbstrad, ac ar yr un pryd, mae ganddo effaith benodol ar briodweddau mecanyddol y ffibrau.
KH-550 Wedi'i Addasu:
Manteision: ffurfio bond cemegol ar wyneb y ffibr, a gwella'r adlyniad rhwng y ffibr a'r swbstrad, heb niweidio priodweddau mecanyddol y ffibr ei hun yn sylweddol.
Effaith: Mae astudiaethau'n dangos, ar ôl addasu KH-550, fod cryfder tynnol a modwlws elastigedd ffibrau basalt yn aros yr un fath yn y bôn, ond oherwydd gwelliant mewn priodweddau bondio rhyngwynebol, mae priodweddau mecanyddol cyffredinol y deunydd cyfansawdd wedi gwella'n sylweddol.
Addasiad KH-570:
Manteision: Mae KH-570 yn garwhau wyneb y ffibrau basalt ac yn gwella eu hymgorfforiad mecanyddol gyda'r matrics.
Effaith: Er y gall garwhau arwyneb leihau cryfder tynnol y ffibrau ychydig, mae cryfder, caledwch a gwydnwch cyffredinol y cyfansawdd yn gwella'n sylweddol oherwydd y priodweddau bondio rhyngwynebol gwell.
2. Effaith addasu syrffactydd ar briodweddau mecanyddol
Mae syrffactyddion cationig (e.e. CTAC) yn ffurfio haen ar wyneb y ffibr yn bennaf trwy amsugno corfforol, a'u prif bwrpas yw gwella hydroffiligrwydd a gwasgaradwyedd ffibrau.
Mantais:Nid oes gan yr addasiad syrffactydd bron unrhyw effaith erydiad cemegol ar wyneb y ffibr, felly mae ganddo lai o effaith ar briodweddau mecanyddol y ffibr.
Effaith: Mae cryfder tynnol a modwlws elastigedd y ffibr yn ddigyfnewid yn y bôn ar ôl addasu CTAC. Mae'r addasiad yn gwella gwasgaradwyedd a hydroffiligrwydd y ffibrau yn bennaf, fel bod y deunydd matrics yn lapio'r ffibrau'n unffurf, gan wella priodweddau mecanyddol y cyfansoddion yn anuniongyrchol.
3. Effaith addasu cotio silica nano ar briodweddau mecanyddol
Mae cotio nano-silica yn gwella garwedd yr wyneb a'r gallu i bondio rhyngwynebol rhwng ffibrau a matrics trwy ffurfio haen unffurf o nanoronynnau ar wyneb ffibrau basalt.
Mantais: Mae'r gronynnau nano-silica yn gweithredu fel "pont" ar wyneb y ffibr, gan gryfhau'r bondio rhwng y ffibr a'r matrics.
Effaith:Gall cotio nanoronynnau silica achosi ychydig o ddifrod corfforol i wyneb y ffibr, ond mae ei effaith ar gryfder tynnol y ffibrau yn fach (fel arfer llai na 5%). Ar ôl ei addasu, gellir gwella priodweddau mecanyddol cyffredinol (e.e. cryfder tynnol, cryfder plygu) y deunydd cyfansawdd yn sylweddol, hyd at 15%-30%.
4. Effaith addasu dyddodiad cyfnod hylif haearn organig ar briodweddau mecanyddol
Defnyddir dull dyddodiad cyfnod hylif haearn organig yn bennaf i wella gallu bio-adlyniad ffibrau basalt, ac mae ei welliant o briodweddau mecanyddol yn fwy anuniongyrchol.
Mantais: Mae ffurfio'r haen yn cael effaith fach ar briodweddau mecanyddol y ffibr, ac yn bennaf mae'n gwella ymarferoldeb y ffibr.
Effaith:gall yr haen gorchudd gynyddu anhyblygedd y ffibr ychydig, ond nid yw'r effaith ar gryfder tynnol neu blygu yn arwyddocaol. Mae priodweddau mecanyddol y cyfansoddion wedi'u haddasu yn gyfyngedig, ac fe'u defnyddir yn amlach ym maes diogelu'r amgylchedd.
5. Effaith addasiadau ffisegol neu gemegol eraill ar briodweddau mecanyddol
Dulliau ffisegol (e.e. triniaeth wres):
Gall triniaeth wres newid strwythur wyneb y ffibr, ond gall achosi niwed thermol i'r ffibr ei hun, gan arwain at ostyngiad mewn cryfder tynnol. Mae triniaeth wres briodol yn helpu i gael gwared ar yr haen amhuredd ar wyneb y ffibr, a thrwy hynny wella'n anuniongyrchol y priodweddau bondio rhyngwynebol rhwng y ffibr a'r matrics.
Addasiad ysgythru cemegol:
Mae ysgythru cemegol (e.e. triniaeth asid) yn garwhau wyneb y ffibr ac yn gwella mewnosodiad mecanyddol y rhyngwyneb. Fodd bynnag, gall ysgythru wanhau'r ffibr ei hun, gan arwain at golli priodweddau tynnol, ac mae angen ystyried hyn.
Tabl Cymhariaeth Cynhwysfawr
| Dulliau Addasu | Mae priodweddau mecanyddol yn effeithio'n uniongyrchol | Gwella priodweddau mecanyddol cyffredinol cyfansoddion | Prif Fecanwaith Gweithredu |
| Asiant cyplu silane (KH-550) | Heb ei effeithio i raddau helaeth | Codi'n sylweddol | Bondio cemegol ar gyfer bondio rhyngwynebol gwell |
| Asiant cyplu silane (KH-570) | Mae garwhau arwyneb yn arwain at wanhau ffibrau ychydig | Codi'n sylweddol | Mewnosodiad mecanyddol gwell |
| Syrfactydd CTAC | Heb ei effeithio i raddau helaeth | Hyrwyddo anuniongyrchol | Gwasgariad a hydroffiligrwydd gwell |
| Gorchudd Nano Silicon Deuocsid | Gwanhau ychydig o gryfder ffibr (dim mwy na 5%) | Codi'n sylweddol (15%-30%) | Yn cynyddu garwedd ac yn gwella cydnawsedd rhyngwynebol |
| Addasu dyddodiad haearn organig | Heb ei effeithio i raddau helaeth | Hyrwyddiad cyfyngedig | Bio-ymlyniad gwell |
| triniaeth boeth (e.e. metel) | Gall achosi difrod thermol gan arwain at golli cryfder ffibr | Hyrwyddo anuniongyrchol | Tynnu haen amhuredd arwyneb a gwella priodweddau bondio rhyngwynebol |
| Addasu ysgythru cemegol | Mae garwhau yn gwella bondio rhyngwynebol ond gall wanhau ffibrau | Hyrwyddiad cyfyngedig | Garwhau arwyneb ar gyfer mewnosod mecanyddol gwell |
Casgliad
- Ar hyn o bryd, asiant cyplu silane a gorchudd nano-silica yw'r dulliau addasu sydd â'r effaith leiaf ar briodweddau mecanyddol ffibrau basalt, tra ar yr un pryd yn gwella priodweddau mecanyddol cyffredinol y cyfansoddion yn fwyaf sylweddol.
- Nid oes gan addasu syrffactyddion bron unrhyw effaith uniongyrchol ar briodweddau mecanyddol ffibrau, ac mae'n addas ar gyfer senarios lle mae angen gwella gwasgariad neu hydroffiligrwydd ffibrau.
- Dylid defnyddio ysgythru cemegol a thriniaeth wres yn ofalus, oherwydd er y gallant wella'r priodweddau bondio rhyngwynebol, gallant arwain at ostyngiad ym mhriodweddau mecanyddol y ffibrau.
- Dylai'r dewis o ddull addasu fod yn seiliedig ar ofynion y cais i bwyso a mesur perfformiad y ffibr ei hun a pherfformiad cyffredinol y deunydd cyfansawdd i wella'r effaith.
