(a) X500
66 (b) X2.000
Hình 3.16. Ảnh SEM mẫu M25 trước khi phân hủy nhiệt
Quan sát trên hình 3.16a mẫu vật liệu trước khi phân hủy nhiệt cho thấy các lớp vải cacbon có sự liên kết chặt chẽ với nhau, không xuất hiện phân lớp giữa các lớp vải.
Hình ảnh SEM mẫu vật liệu với độ phóng đại 2.000 lần (hình 3.16b) cho thấy, nhựa nền PF đã thấm sâu vào trong bó sợi cacbon, bao phủ đồng đều xung quanh các đơn sợi. Điều này cho thấy hiệu quả của quá trình thấm tẩm nhựa nền PF lên vải cũng như quá trình ép gia nhiệt tạo hình phôi ban đầu vật liệu.
(a) X500
67 (b) X2.000
Hình 3.17. Ảnh SEM mẫu M25 sau phân hủy nhiệt
Kết quả ảnh SEM trên hình 3.17 cho thấy, sau khi phân hủy nhiệt mẫu vật liệu vẫn giữ nguyên được cấu trúc, không xuất hiện hiện tượng tách lớp giữa các lớp vải.
Điều này cho thấy, nhựa nền PF sau khi cacbon hóa đã tạo được khung nền cacbon ổn định liên kết chặt chẽ cốt vải cacbon. Phôi vật liệu sau quá trình phân hủy nhiệt đáp ứng những yêu cầu về mặt cấu trúc để tiến hành các bước tăng mật độ tiếp theo.
68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua nghiên cứu chế tạo phôi trung gian vật liệu compozit cacbon-cacbon có chứa ống nano cacbon, Luận văn đã đạt được một số kết quả chính sau đây:
- Đã phân tích, khảo sát được tính chất của nguyên liệu chế tạo phôi trung gian compozit cacbon-cacbon, kết quả cho thấy nguyên liệu đáp ứng được yêu cầu chế tạo phôi trung gian compozit cacbon - cacbon.
- Đã nghiên cứu ảnh hưởng của MWCNT tới nhựa nền PF, sau khi phân tán MWCNT vào nhựa PF đã xảy ra quá trình tương tác với nhựa, nâng cao khả năng cốc hóa của nhựa. Các nghiên cứu cho thấy hàm lượng MWCNT 1% trong nhựa nền PF cho hiệu quả phân tán tốt, nâng cao khả năng cốc hóa của nhựa và phù hợp với tiến trình chế tạo phôi trung gian do Luận văn lựa chọn.
- Đã khảo sát được ảnh hưởng của áp lực ép đến tính chất phôi trung gian, kết quả cho thấy khi áp lực ép đạt 150 kgf/cm2 cho chất lượng bề mặt phôi chắc, mịn.
- Đã khảo sát được ảnh hưởng của hàm lượng nhựa nền PF dạng novolac đến tỷ trọng và độ xốp của phôi trung gian vật liệu compozit cacbon-cacbon. Kết quả cho thấy, với hàm lượng nhựa nền PF 25 %, phôi vật liệu đạt tỷ trọng cao nhất (1,737 g/cm3); sau khi phân hủy vật liệu đạt tỷ trọng 1,654 g/cm3, độ xốp hở cao (13,658 %), độ xốp kín thấp (13,318 %).
- Đã khảo sát cấu trúc của mẫu vật liệu với hàm lượng nhựa PF 25 % trước khi phân hủy nhiệt và sau quá trình phân hủy nhiệt. Kết quả cho thấy, các lớp vải cacbon có sự liên kết chặt chẽ với nhau, không xuất hiện phân lớp giữa các lớp vải, nhựa nền PF đã thấm sâu vào trong bó sợi cacbon, bao phủ đồng đều xung quanh các đơn sợi.
Sau khi phân hủy nhiệt mẫu vật liệu vẫn giữ nguyên được cấu trúc, không xuất hiện hiện tượng tách lớp giữa các lớp vải, nhựa nền PF sau khi cacbon hóa đã tạo được khung nền cacbon ổn định liên kết chặt chẽ cốt vải cacbon.
Mặc dù các kết quả nghiên cứu chế tạo phôi trung gian vật liệu compozit cacbon-cacbon có chứa ống nano cacbon bước đầu cho kết quả về tỷ trọng còn thấp, song đã thấy được tính khả thi của công nghệ chế tạo compozit cacbon - cacbon trên cơ sở vải cacbon/nhựa PF/bột graphit/MWCNT. Để có những đánh giá, kết luận hoàn
69
chỉnh về các chế độ công nghệ của Luận văn, cần tiếp tục tiến hành các nghiên cứu ở các chặng tiếp theo của tiến trình chế tạo Compozit cacbon - cacbon:
- Nghiên cứu công nghệ nâng cao tỷ trọng của phôi bằng phương pháp pha lỏng hoặc pha khí kết hợp xử lý nhiệt.
- Nghiên cứu chế độ công nghệ mở lỗ xốp kín, chu kỳ thực hiện mở lỗ xốp kết hợp với thấm lỏng (hoặc khí) để làm tăng tỷ trọng của phôi.
- Nghiên cứu chế độ công nghệ graphit hóa và đánh giá hiệu quả quá trình graphit hóa để chế tạo compozit cacbon - cacbon.
70