碳纖維布在哪些極端環(huán)境下會(huì)表現(xiàn)出腐蝕現(xiàn)象
一般情況下碳纖維布耐腐蝕性良好,但在以下極端環(huán)境下可能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象
一般情況下碳纖維布耐腐蝕性良好,但在以下極端環(huán)境下可能出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象:
高溫氧化環(huán)境
當(dāng)溫度超過(guò)400℃時(shí),碳纖維布會(huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)。在高溫氧化環(huán)境下,碳纖維表面的石墨結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞,導(dǎo)致纖維強(qiáng)度下降、性能劣化。比如在一些高溫工業(yè)爐窯附近,如果碳纖維布用于結(jié)構(gòu)加固且暴露在該環(huán)境中,就可能出現(xiàn)這種情況。

強(qiáng)氧化性化學(xué)介質(zhì)環(huán)境
像濃硝酸、濃硫酸(加熱狀態(tài))、高錳酸鉀溶液等強(qiáng)氧化性化學(xué)介質(zhì),會(huì)對(duì)碳纖維布造成腐蝕。以濃硝酸為例,在常溫下它就能緩慢氧化碳纖維,隨著時(shí)間推移和濃度、接觸時(shí)間增加,碳纖維布的結(jié)構(gòu)會(huì)被破壞,表面出現(xiàn)損傷,性能也會(huì)降低。
電化學(xué)腐蝕環(huán)境
若碳纖維布與其他不同電位的金屬在電解質(zhì)溶液中接觸,就會(huì)形成原電池。此時(shí)碳纖維布作為電極參與電化學(xué)反應(yīng),從而發(fā)生腐蝕。比如在海洋環(huán)境中,碳纖維布與船體上的金屬部件接觸,海水作為電解質(zhì),就可能引發(fā)電化學(xué)腐蝕。
放射性環(huán)境
在高輻射環(huán)境中,如核電站內(nèi)部某些區(qū)域,輻射粒子會(huì)對(duì)碳纖維布的結(jié)構(gòu)造成破壞。輻射會(huì)使碳纖維的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致纖維的性能下降,出現(xiàn)類(lèi)似腐蝕的效果,影響其強(qiáng)度和使用壽命。
碳纖維布在高溫氧化環(huán)境中發(fā)生腐蝕,本質(zhì)上是碳纖維與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)和性能劣化,以下為你詳細(xì)介紹其腐蝕機(jī)理:
性能劣化
力學(xué)性能下降:由于碳纖維表面的碳不斷被氧化消耗,以及微觀(guān)缺陷的形成和擴(kuò)展,碳纖維的力學(xué)性能會(huì)顯著下降。其抗拉強(qiáng)度、彈性模量等關(guān)鍵性能指標(biāo)會(huì)隨著氧化程度的加深而逐漸降低,從而影響碳纖維布的使用性能和可靠性。
表面形貌變化:高溫氧化還會(huì)使碳纖維的表面形貌發(fā)生明顯變化。氧化后的碳纖維表面會(huì)變得粗糙不平,出現(xiàn)許多凹坑和裂紋,這不僅影響了碳纖維的外觀(guān)質(zhì)量,還會(huì)對(duì)其與其他材料的粘結(jié)性能產(chǎn)生不利影響。