碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是目前最先進(jìn)的復(fù)合材料之一，具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐高溫、抗腐蝕、熱力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn)，被廣泛用作結(jié)構(gòu)材料及耐高溫抗燒蝕材料。隨著碳纖維生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大及制造技術(shù)的成熟，碳纖維復(fù)合材料逐漸由軍用拓展到民用，已用于飛機(jī)與衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)材料、汽車零部件、文體用品等各種工業(yè)及民用產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)和使用碳纖維復(fù)合材料時(shí)，耐腐蝕性能是一個(gè)重要指標(biāo)。

　　復(fù)合材料是由基體連續(xù)相、增強(qiáng)體分散相及它們間的相界面構(gòu)成的。復(fù)合材料的腐蝕特性除分別受這3部分影響外，還取決于這3部分之間的相互影響。一般而言，對(duì)復(fù)合材料耐腐蝕性起決定作用的是復(fù)合材料基體的性質(zhì)。由于碳纖維為惰性無機(jī)纖維，在生產(chǎn)過程中經(jīng)過了2000℃-3000℃的高溫石墨化處理，具有類似石墨晶體的微晶結(jié)構(gòu)。因此具有很高的耐介質(zhì)腐蝕性，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的鹽酸、硫酸或磷酸中，200天后其彈性模量、強(qiáng)度和直徑基本無變化。所以，對(duì)碳纖維復(fù)合材料而言，耐腐蝕性能的高低主要取決于基體樹脂本身的耐腐蝕性能及基體樹脂與增強(qiáng)纖維的界面相容性問題。

　　1.碳纖維復(fù)合材料的耐候性

　　通過測(cè)試研究，表明碳纖維環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在不同環(huán)境下長期存放后，其彎曲強(qiáng)度保持率較高，表明環(huán)氧樹脂的耐候性較好。但在亞濕熱氣候區(qū)及沿海地區(qū)的復(fù)合材料的老化程度比溫帶、內(nèi)陸及寒溫帶要嚴(yán)重。在環(huán)境對(duì)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的老化作用中，陽光（尤其是紫外線）及其與氧氣、潮濕的聯(lián)合作用是最主要的。老化通常從環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的表面開始逐漸向內(nèi)部擴(kuò)展；因此，改善表面狀態(tài)，在復(fù)合材料表層阻擋紫外線、氧氣和潮濕的侵入，是改善復(fù)合材料耐候性的基本途徑。具體措施包括：①表面涂漆膜、制富樹脂層等；②表面粘貼能吸收紫外線的透明薄膜；③改善基體的耐候性，如對(duì)基體改性、選用能改善耐候性的助劑或在基體中添加紫外線吸收劑等。

　　2.碳纖維復(fù)合材料的耐水性

　　碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料對(duì)于蒸餾水的飽和吸水值大約為1.5%。由于吸水過程是一個(gè)質(zhì)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(kuò)散的速率大約相差105倍。例如，將一塊冷的碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料板投入熱的環(huán)境中，如果它經(jīng)過半分鐘達(dá)到溫度平衡的話，則由于外界濕度變化，它要達(dá)到各處的濕度平衡大約需要1年。對(duì)于碳纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料在水中浸泡后的變化，其性能下降程度并不嚴(yán)重，耐水性較好。

　　3.碳纖維復(fù)合材料的耐介質(zhì)性

　　碳纖維由于質(zhì)量輕、比強(qiáng)度大、耐熱性高以及化學(xué)穩(wěn)定性好（除硝酸等少數(shù)強(qiáng)酸外，對(duì)堿以及幾乎所有藥品都穩(wěn)定），在耐腐蝕樹脂基復(fù)合材料中獲得了一定的應(yīng)用。經(jīng)過碳纖維改性的環(huán)氧樹脂具有較高的交聯(lián)度和大量的苯環(huán)、較高的熱變形溫度和較好的熱穩(wěn)定性，在260℃下使用仍然具有優(yōu)良的耐溶劑性和耐堿性。在碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制品的成型過程中，界面狀態(tài)的改變及界面區(qū)域的形成是提高該產(chǎn)品耐介質(zhì)腐蝕性能的關(guān)鍵。

　　4.碳纖維復(fù)合材料的耐熱性

　　碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中的環(huán)氧樹脂作為通用熱固性樹脂，其加工性、成型性及耐熱性都非常優(yōu)異，一般環(huán)氧樹脂的玻璃化溫度為130-140℃左右，經(jīng)改性后其玻璃化溫度可高達(dá)200℃，已在航空航天領(lǐng)域中得到應(yīng)用。因此，在自然環(huán)境中，熱因素對(duì)其性能的影響不大，只有在進(jìn)行加速老化試驗(yàn)評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)時(shí)才需要考慮。

　　碳纖維復(fù)合材料作為一類綜合性能優(yōu)良的復(fù)合材料，總體來說，其耐腐蝕性能優(yōu)異。碳纖維復(fù)合材料的表面及其增強(qiáng)材料與基體樹脂的界面是相對(duì)薄弱部位，腐蝕作用通常經(jīng)歷從表面→界面→內(nèi)部的過程。采取有效的改性手段，阻斷其腐蝕通道，將有助于提高碳纖維復(fù)合材料的耐腐蝕性能。

版權(quán)聲明：復(fù)材云集尊重版權(quán)并感謝每一位作者的辛苦付出與創(chuàng)作；除無法溯源的文章，我們均在文末備注了來源；如文章視頻、圖片、文字涉及版權(quán)問題，請(qǐng)第一時(shí)間聯(lián)系我們，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容！

https://www.fucaiyunji.com/