不同直径国产高强中模型碳纤维结构及其轴向压缩强度关系的研究

通过测量与比对东丽T300、T800H碳纤维的压拉比,验证了拉伸回弹法测量高强中模型碳纤维本征压缩强度的可行性。采用该方法测试了五种不同直径国产T800级高强中模型碳纤维的单丝压缩强度,并采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)分别表征其石墨微晶结构及断裂形态。探讨了碳纤维结构与力学强度的关联性。结果表明,当直径的变化有利于提升石墨微晶的基面宽度和取向度时,国家高强中模型碳纤维的轴向抗压性能得到强化,单丝压缩强度可达2. 8 GPa,压拉比为0. 52,显著高于东丽T800H的0. 42。碳纤维/环氧复合材料轴向压缩强度可达1 715 MPa,进一步验证了单丝压缩强度的研究结果。

国产PAN基高强中模型碳纤维的电化学表面改性研究

以国产聚丙烯腈基(PAN)高强中模型碳纤维为研究对象,采用X射线光电子能谱(XPS)、表面动态接触角测量仪、扫描电镜(SEM)等手段,表征分析其表面活性与力学性能,同时考察了不同表面状态碳纤维复合材料的层间剪切性能。研究结果表明,电流密度对纤维表面元素含量,-OH、-C=O、-COOH官能团含量、极性自由能影响显著。当电流密度为0.23 m A/cm2时,纤维表面活性最高,极性自由能达到最大值5.5 m/Nm,层间剪切强度达到111 MPa,分别比未处理纤维提高了10倍和68.2%。

高强中模型碳纤维拉伸性能影响因素研究

以国产聚丙烯腈(PAN)基高强中模型碳纤维为研究对象,采用万能材料试验机和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段,考察了在其测试、制样过程中,树脂体系、树脂含量、浸渍张力和浸渍环境等因素与试样力学性能之间的关联。结果表明:树脂体系、树脂含量、浸渍张力和浸渍环境等因素均对高强中模型碳纤维的拉伸性能影响显著,在树脂体系韧性提高、树脂质量分数为38.5%、浸渍张力为7N、环境湿度≤50%的条件下制样,更加有利于其拉伸性能的有效表征。

上浆剂含量对碳纤维性能的影响

以国产聚丙烯腈(PAN)基高强中模碳纤维(QZ5526)为研究对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、万能材料试验机、纱线耐磨仪等表征手段分析比较了上浆量分别为0、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%和3.0%的碳纤维表面物理结构和化学特性,结合耐磨性、悬垂性、表面能以及拉伸强度、层间剪切强度(ILSS)等力学性能实验,探讨了上浆量对国产高强中模碳纤维表面形貌、后加工性能及复合材料界面性能的影响。结果表明:上浆剂含量对纤维的表面粗糙度、化学活性、耐磨性、力学性能和层间剪切性能等影响显著,适宜的上浆量(1.5%左右)有助于改善碳纤维表面性能以及与树脂基体的界面结合能。