碳纤维形貌结构对其电化学氧化行为及其复合材料界面性能的影响

作     者：李昭锐 张东 徐樑华 孙玉山 徐鸣风 LI Zhaorui;ZHANG Dong;XU Lianghua;SUN Yushan;XU Mingfeng

作者机构：中国纺织科学研究院生物源纤维制造技术国家重点实验室北京100025 北京化工大学国家碳纤维工程技术研究中心北京100029 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2015年第32卷第4期

页      面：1218-1224页

核心收录：

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家"973"计划(2011CB605602) 

主　　题：碳纤维 形貌结构 电化学氧化 复合材料 界面 

摘      要：通过调控原丝工艺,制备得到形貌结构不同、力学性能相近的PAN基碳纤维(CF),用以模拟碳纤维表面光滑与沟槽结构对其电化学氧化行为的影响。研究表明:原始形貌光滑碳纤维在电化学过程中保持形貌能力较强,相同的电化学氧化强度下,其表面氧碳比高于原始表面粗糙的碳纤维,表明其氧化程度高。X射线光电子能谱(XPS)分峰结果表明,二者表面氧含量差别来自于表面羰基含量的差异。力学性能测试结果表明具有沟槽形貌的碳纤维拉伸强度及拉伸模量提高的幅度较大,其中拉伸强度提高最大值为17.3%。将氧化前后的碳纤维制备成碳纤维增强树脂基复合材料,探讨碳纤维形貌结构对其复合材料界面性能的影响。结果表明:由具有沟槽形貌的碳纤维制备得到的复合材料层间剪切强度(ILSS)较高,表明碳纤维表面物理形貌也是影响复合材料界面的重要因素。