炭纤维特性与炭纤维／环氧树脂界面断裂能关联分析

• Published in: 材料工程 no. 7; pp. 81 - 85
• Main Author: 张丽娇 顾轶卓 李敏 刘洪新 张佐光
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 北京航空航天大学材料科学与工程学院空天材料与服役教育部重点实验室,北京,100191 2012
• Subjects: 单丝断裂法; 炭纤维; 环氧树脂; 界面; 界面断裂能; 环氧树脂; 界面; 炭纤维; 单丝断裂法; 界面断裂能
• ISSN: 1001-4381; 1001-4381
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-4381.2012.07.017

采用基于WND（Wagner-Nairn—Detassis）能量模型的单丝断裂法，测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能，通过SEM，AFM，IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性，并研究了炭纤维特性与界面断裂能的关联。结果表明：对于所研究的炭纤维／环氧树脂体系，去除炭纤维表面上浆剂后界面断裂能下降，说明上浆剂可以在一定程度上提高界面的韧性。此外，实验范围内，纤维拉伸强度较高时，测得的界面断裂能较高，炭纤维表面粗糙度较高时，测得界面断裂能较高，说明纤维拉伸性能和表面粗糙度对界面韧性有重要影响，而与这两种因素相比，上浆剂的种类影响相对较小。研究结果为高性能国产炭纤维的研发和炭纤维／树脂匹配性的评价提供了重要的实验数据。