原子氧辐照碳／酚醛复合材料的表面形貌及其演变机理研究 - 詹茂盛 郭丹丹 王凯 (航空材料学报, 2012)
利用原子氧暴露地面模拟实验装置，分别对碳／酚醛复合材料、碳纤维和酚醛树脂进行了20h原子氧辐照，采用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外衰减全反射（ATR—FTIR）以及x射线光电子能谱（XPS）技术分析了原子氧对碳／酚醛复合材料的侵蚀行为。结果表明，在原子氧环境中，酚醛树脂和碳纤维及碳／酚醛复合材料均发生质量损失，且碳／酚醛复合材料的质量损失率大于酚醛树脂与碳纤维之和。究其机理可知：复合材料中的孔隙和界面增大了原子氧的剥蚀面积，碳／酚醛树脂和碳纤维与原子氧的作用符合“掏蚀”模型，树脂表面出现孔洞，酚醛树脂中亚甲基和醚键易被原子氧氧化，碳纤维表面的上浆剂在原子氧环境中首先被剥蚀，而后裸露的碳纤维本体与原子氧作用导致纤维截面不再呈圆形，且尺寸减小，表面出现浅而宽的沟槽，最终纤维被氧化生成了大量的-0-C=0和-C=0基团。