如何理解碳纖維複合材料的耐腐蝕和耐熱性？

碳纖維複合材料一直以比強度高、重量輕而著名，除此之外，這種先進複合材料的耐腐蝕性也頗具優勢，其耐高溫效能則受樹脂基體影響較大，下面，本文將從碳纖維複合材料的耐腐蝕性和耐高溫效能這兩方面進行詳細解析。

複合材料的耐腐蝕性主要是指在以下幾種環境中的效能表現：一是在高溼度環境中的表現，如受到淡水或海水這類液體的浸泡；二是在化學介質，如酸、鹼、鹽、有機化學試劑這類環境中的表現；三是處於高溫有氧環境下的表現。

在上述環境中，水份及其它介質會透過介面縫隙滲進複合材料與之發生一系列物理和化學作用，一方面使機體樹脂發生溶脹，導致大分子結構間距增大；另一方面，水及其它液體介質滲入介面相的微裂紋內會使其擴充套件，從而在纖維與基體的介面上產生內應力，減弱纖維與基體間的粘結力，導致複合材料的強度和耐腐蝕效能下降。

而且，酸、鹼、鹽這類有機溶劑對複合材料的影響更快也更加明顯，當化學介質向碳纖維複合材料內部進行滲透、擴散時，會發生溶降解及氧化等一系列的化學反應。這些化學反應不僅會對複合材料的效能有負面影響，還會引發表面的一系列變化，比如失去光澤、變色、起泡、裂紋、纖維裸露等。

對碳纖維複合材料而言，作為增強體的碳纖維、樹脂基體和介面以及這三者之間的相互影響，決定了碳纖維複合材料的實際效能。碳纖維材料不僅強度大、重量輕，而且其化學穩定性好，除了硝酸這類強酸外，水和一般的化學介質對其影響較小，碳纖維增強的環氧樹脂具有較高的交聯度和大量的苯環、較高的熱變形溫度和較好的熱穩定性，在260℃下仍然具有優良的耐溶劑性和耐鹼性。

當然，除了自身性質外，複合材料應用的實際環境，包括工作溫度、所受到的壓力、所接觸介質的性質和狀態，以及在這樣的工作環境中所處的時間等等，都會對碳纖維複合材料的效能表現產生直接影響。

那麼，如何進一步提升碳纖維複合材料的耐腐蝕性呢？國內的碳纖維製品零部件商智上新材料透過改進工藝方法，提升基體固化程度，在加壓固化過程中儘量減少微裂紋和空隙這類工藝缺陷，作好表面塗覆防水塗層，避免碳纖維端頭的裸露等，這些都有助於實現碳纖維零部件的實際耐腐蝕效能。

那麼，又如何進一步提升碳纖維複合材料的耐高溫性呢？一般的複合材料在溫度升高後首先是產生熱膨脹和一定的內應力，當溫度升高的幅度進一步加大時，複合材料的組分材料會逐漸發生軟化、熔化、分解甚至燃燒等一系列變化，使複合材料的機械效能急劇降低。一般來說，碳纖維複合材料樹脂基體的耐熱性遠遠比不上增強體，所以碳纖維增強樹脂基複合材料的耐熱性主要取決於其聚合物基體的耐熱性。

環氧樹脂作為通用的熱固性樹脂，其加工性、成型性及耐熱性都比較優異，一般環氧樹脂的玻璃化溫度為130℃-140℃，在自然環境中，熱因素對其影響不大，但是在更高工作溫度或者更潮溼，甚至是化學介質負面影響更大的情況下，碳纖維複合材料要想保持良好的效能穩定性，就要在樹脂基體方面做出更好的選擇。智上新材料根據實際應用需求以連續碳纖維為增強體，採用耐高溫效能更好的高階熱塑性樹脂如PEEK、PPS、TPI、PA6等作為基體材料，透過樹脂基體的升級，使碳纖維複合材料零部件在耐熱、耐磨和耐腐蝕等方面的效能符合更高階的應用標準。

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