
Properties of M40j Carbon/Pmr-II-50 Composites Fabricated with Desized and Surface Treated Fibers: Characterization of M40j Desized and Finished Fiber
Um die Leistung und Haltbarkeit von Hochtemperatur-Verbundwerkstoffen für potenzielle Raketentriebwerkskomponenten zu erhöhen, müssen die Benetzung und die Grenzflächenhaftung zwischen Hochmodul-Kohlenstofffasern und Hochtemperatur-Polyimidharzen optimiert werden.
Es wurde bereits gezeigt, dass die von den Faserherstellern verwendeten elektro-oxidativen Scherbehandlungen bei Fasern mit höherem Modul, die weniger Kanten und Defekte in den Oberflächenkristalliten aufweisen, nicht wirksam sind. Darüber hinaus sind die im Handel erhältlichen Schlichten für die meisten Kohlenstofffasern nicht mit Polyimiden kompatibel.
Diese Studie war eine Erweiterung früherer Arbeiten zur Charakterisierung der Oberflächenchemie und -energie von Kohlenstofffasern mit hohem Modul (M40J und M60J, Torray) mit typischen fluorierten Polyimidharzen, wie PMR-II-50. Ein kontinuierliches Entschlichtungssystem, das umweltfreundliche chemisch-mechanische Verfahren einsetzt, wurde für Fasern auf Wergniveau entwickelt. Die Verfahren wurden auf der Grundlage des Gewichtsverlustverhaltens, der elementaren Oberflächenzusammensetzung (XPS) und der Morphologie (FE-SEM) sowie der verbleibenden Zugfestigkeit der Fasern optimiert; ähnliche Ansätze wurden auf Kohlenstoffgewebe angewandt.
Für die Verbundstoffverstärkung wurden sowohl entschlichtete als auch reaktiv nachbehandelte Fasern untersucht. In diesem Vortrag werden die Auswirkungen der Entschlichtung und/oder der anschließenden Oberflächenbehandlung von Kohlenstofffasern auf die Eigenschaften und die Leistungsfähigkeit von Verbundwerkstoffen, einschließlich der mechanischen Eigenschaften der Faser-Matrix-Grenzfläche, der thermischen Eigenschaften und des Verhaltens beim Auftreten von Blasenbildung, erörtert.