高模量碳纤维表面双金属MOFs结构的构筑

经高温热处理制备得到的碳纤维具有高惰性表面结构,导致其与基体之间的润湿性较差。为了改善碳纤维与基体间的界面性能,本研究通过采用阴极电沉积法在高模量碳纤维表面原位生长金属有机框架(MOFs)材料,在纤维表面同时引入两种不同金属元素,研究双金属MOFs的引入机制、形貌及其对性能的影响。结果表明:双金属MOFs材料呈一定取向的绣球状形貌,经退火后演变成疏松多孔结构,该结构可显著提高高模量碳纤维表面粗糙度及界面黏结性;双金属MOFs的成核与生长取决于金属还原性,还原性越强、MOF生长速率更快,且沉积量更高;双金属MOFs结构的引入使得纤维电阻率下降至0.05×10^(−5)Ω∙cm,导电性能提升,独特的三维多孔结构也赋予高模量碳纤维高温环境下优异的热稳定性。