碳纤维表面物理结构对复合材料界面剪切强度的影响

TQ342; 以3种典型碳纤维为研究对象,通过碳纤维断面形貌的扫描电镜分析,采用Photoshop对纤维截面特征进行有效提取并由Matlab编写程序,获得了碳纤维表面沟槽深度、宽度、个数等参数的统计信息,据此进一步计算了圆形度、沟槽深宽比、表面不规整度以及沟槽密集程度等物理量,建立了碳纤维表面物理沟槽结构的定量表征方法.在此基础上研究了原丝制备过程中的凝固环境对碳纤维表面物理结构的影响,并发现:当凝固浴温度由25℃升高至45℃时,碳纤维表面的沟槽深度及宽度均会逐渐减小,深宽比降低,沟槽形状逐渐趋于平缓,同时碳纤维的表面不规整度减小了约7.5％,而沟槽密集程度增加了约50％.采用上述具有不同表面...

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Published in材料工程 Vol. 47; no. 2; pp. 146 - 152
Main Authors 何烨, 肖建文, 姚烛威, 符应飘, 徐樑华, 曹维宇
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室,北京100029 20.02.2019
北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029%中国石油吉林石化研究院,吉林吉林,132021%北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京,100029
Subjects
表面结构
沟槽结构
界面剪切强度
碳纤维
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2017.000775

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Summary:TQ342; 以3种典型碳纤维为研究对象,通过碳纤维断面形貌的扫描电镜分析,采用Photoshop对纤维截面特征进行有效提取并由Matlab编写程序,获得了碳纤维表面沟槽深度、宽度、个数等参数的统计信息,据此进一步计算了圆形度、沟槽深宽比、表面不规整度以及沟槽密集程度等物理量,建立了碳纤维表面物理沟槽结构的定量表征方法.在此基础上研究了原丝制备过程中的凝固环境对碳纤维表面物理结构的影响,并发现:当凝固浴温度由25℃升高至45℃时,碳纤维表面的沟槽深度及宽度均会逐渐减小,深宽比降低,沟槽形状逐渐趋于平缓,同时碳纤维的表面不规整度减小了约7.5％,而沟槽密集程度增加了约50％.采用上述具有不同表面物理结构特征的碳纤维作增强体制备复合材料,微滴脱粘测试结果表明:碳纤维复合材料的界面剪切强度(IFSS)随纤维表面的沟槽尺寸、沟槽深宽比及表面不规整度的增大而逐渐提高.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2017.000775