微滴包埋拉出法测定复合材料界面剪切强度的影响因素分析

采用微滴包埋拉出测试的方法,分别测定两种不同表面性质中间相沥青基碳纤维与环氧树脂的界面剪切强度(σIFSS)。从负载-位移曲线读取树脂小球从碳纤维上脱落时的脱粘力值,并利用扫描电子显微镜观察了脱粘树脂小球和碳纤维的状态,然后定量地计算出σIFSS的平均值以及其标准方差、离散系数,并讨论了σIFSS同树脂小球的长度与直径、纤维直径的关系,研究发现:所测量的界面剪切强度值与环氧树脂小球的长径比正比,与纤维直径成反比,与环氧树脂小球的长度和纤维直径的比值反比,与环氧树脂小球的直径和纤维直径的比值成反比。

微波诱导碳纤维表面氧化处理的研究

以微波为能量源,双氧水溶液为氧化剂对碳纤维进行表面氧化处理,用X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜(SEM)以及热机械分析仪(TMA)对碳纤维的表面处理效果进行分析表征。研究结果表明,经微波氧化处理后,碳纤维表面的羟基含量增加47%,活性碳原子数增加了32%,显著提高了碳纤维的表面活性。由SEM可以观察到,经过表面氧化处理后的碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有较好的界面结合性。此外,处理后的CFRP玻璃化转变温度(T_g)较未处理的提高5.6℃,介电损耗角正切降低11.3%,平均热膨胀系数分别是未处理CFRP及纯环氧树脂的2/5和1/10。