Od hladkého po „mikro-jamkovitý“: Ako leptanie kyselinovou zásadou zlepšuje výkonnosť čadičových vlákien

Leptané kyselinou a zásadou čadičové vláknoje špeciálne upravený čadičový vláknitý materiál s jedinečnými fyzikálnymi a Chemické vlastnosti.

Zmeny povrchovej morfológie

Zvýšená mikrodrsnosť

Neupravený povrch čadičové vlákno je relatívne hladký. Po leptaní acidobázickou metódou však povrch vlákna vykazuje množstvo drobných jamiek a hrboľov. Je to preto, že acidobázické roztoky chemicky reagujú s minerálnymi zložkami na povrchu vlákna a selektívne rozpúšťajú určité látky.

Napríklad leptanie kyselinou môže prednostne rozpúšťať kovové zlúčeniny, ako je vápnik a horčík, na povrchu vlákna, zatiaľ čo leptanie zásadou môže spôsobiť určitý stupeň korózie kremíkových zlúčenín, čo má za následok nerovný a drsný povrch. Toto zvýšenie mikrodrsnosti môže zväčšiť kontaktnú plochu medzi vláknom a matricovými materiálmi, ako sú živice.

Zmena priemeru

Všeobecne platí, že leptanie kyselinou zásadou mierne zmenšuje priemer čadičové vláknoJe to preto, že časť materiálu na povrchu vlákna sa rozpustí, čo vedie k miernemu zmenšeniu celkovej veľkosti vlákna. Táto zmena priemeru je však zvyčajne malá a možno ju regulovať kontrolnými faktormi, ako je čas leptania a koncentrácia kyseliny alebo zásady.

Zmeny chemického zloženia

Odstraňovanie nečistôt

Originál bazaltové vláknamôže obsahovať niektoré nečistoty, ako sú oxidy železa a oxidy hliníka. Acidobázické leptanie môže odstrániť alebo znížiť obsah týchto nečistôt. Napríklad kyselinové leptanie môže účinne rozpustiť nečistoty, ako je oxid železa, a tým zlepšiť čistotu vlákna. To je dôležité pre zlepšenie fyzikálnych a chemických vlastností vlákna, pretože prítomnosť nečistôt môže ovplyvniť vlastnosti, ako je pevnosť vlákna a Odolnosť proti korózii.

Nastavenie pomeru prvkov

Acidobázické leptanie tiež mení pomer prvkov v čadičovom vlákne. Napríklad počas kyslého leptania sa môže relatívny obsah kremíkových prvkov zvýšiť v dôsledku rozpustenia niektorých kovových prvkov; opačná situácia môže nastať počas zásaditého leptania. Táto zmena pomeru prvkov ovplyvňuje vlastnosti vlákna, ako je chemická stabilita a tepelná stabilita.

Zmeny fyzickej výkonnosti

Zmena sily

Acidobázické leptanie má komplexný vplyv na pevnosť čadičové vláknoNa jednej strane, zvýšená drsnosť povrchu a odstránenie nečistôt môžu do istej miery zvýšiť medzifázovú väzbovú silu medzi vláknom a matricovým materiálom, čo je prospešné pre zlepšenie pevnosti kompozitného materiálu. Na druhej strane, ak je leptanie nadmerné, čo vedie k vážnemu poškodeniu povrchu alebo príliš tenkému priemeru, môže sa znížiť vnútorná pevnosť samotného vlákna. Preto je potrebné optimalizovať proces leptania, aby sa tieto dva aspekty vplyvu vyvážili.

Zlepšený adsorpčný výkon

Leptaný povrch vlákna má viac aktívnych miest, čo zlepšuje jeho adsorpčný výkon. Napríklad pri adsorpcii živicovej matrice sa môže lepšie spojiť s molekulami živice a vytvoriť silnejšiu medzifázovú vrstvu. Súčasne môže leptané vlákno lepšie adsorbovať určité funkčné povlaky alebo prísady, čím kompozitnému materiálu dodáva viac funkcií.