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1、新材料新工艺碳纤维复合材料界面性能研究黄玉东曹海琳邵路刘玉文马恒怡(哈尔滨工业大学应用化学系哈尔滨150001)文摘针对碳纤维复合材料中普遍存在的界面问题,首先研究了碳纤维表面改性对其复合材料界面性能的影响。采用电化学方法和射线辐照技术对碳纤维进行表面改性处理,通过处理前后纤维性质及其复合材料界面性能的分析,阐明了纤维表面改性对复合材料界面性能影响规律。同时,研究了电子束固化技术中存在的弱界面问题,通过对电子束固化机理的研究发现增强体表面化学成分对固化过程影响较大,合理的偶联剂选择可以使电子束固化复合材料界面粘合性能
2、得到提高。此外,研究了碳纤维超声连续处理,通过对树脂基体和碳纤维表面性质的分析,说明超声处理可有效地改善复合材料界面性能。关键词碳纤维,复合材料,界面,电化学,射线辐照,电子束,超声处理StudyonInterfacePropertiesofCarbonFibersReinforcedCompositesHuangYudongCaoHailinShaoLuLiuYuwenMaHenyi(DepartmentofAppliedChemistry,HarbinInstituteofTechnologyHarbin150001)A
3、bstractCorrespondingtointerfacephenomenanexistingincomposites,effectsofsurfacetreatmentofcarbonfibersoninterfacepropertiesofcompositeswereinvestigated.Electrochemicaltreatmentandrayradiationtreatmentwereusedformodifyingsurfaceofcarbonfibers.Characteristicsofcarbonfibersandthe
4、interfacepropertiesofcompositesbeforeandafterthetreatmentwereanalyzedinordertofindtherulesthatthefibersurfacetreatmentaffectstheinterfacepropertiesofcomposites.Meanwhile,poorinterfacepropertiesofcompositesusingelectronbeamcuringtechniquewerestudied.Byanalyzingcuringmechanismsof
5、theelectronbeamtechnique,itwasfoundthatchemicalcomponentonfibersurfacewasveryimportanttocuringprocess,andtheinterfacepropertiesofcompositescouldbeimprovedbyusingcertainkindsofcouplingagents.Atlast,ultrasoniccontinuoustreatmentofcarbonfiberswasinvestigated.Characteristicsofresinm
6、atrixandcarbonfibersurfacewereanalyzed,andresultsshowthattheinterfacepropertiesofcompositeswereimprovedbyultrasonictreatment.KeywordsCarbonfiber,Composites,Interface,Electrochemistry,rayradiation,Electronbeam,Ultrasonictreatment1引言经济各个领域得到广泛应用。但是由于碳纤维表面碳纤维复合材料是一种高性能的复合材料,它
7、平滑,呈现化学惰性,与树脂基体浸润性差,这使复具有高比强度、高比模量等一系列优异性能,在国民合材料界面粘合性能差,从而严重的影响了复合材收稿日期:2001-08-26黄玉东,1965年出生,教授,主要从事树脂基复合材料界面控制、复合材料质量在线检测及高性能纤维制备的研究工作宇航材料工艺2002年第1期19[1]料整体优异性能的发挥。在碳纤维复合材料的复采用日本道津750型X射线光电子能谱仪合成型过程中,为了降低成本,采用了如树脂传递模(XPS)、英国DI公司生产的A型原子力显微镜、日塑成型、电子束固化成型等低成本工艺。新工艺的本理学D/max
8、旋转阳极X射线衍射仪(XRD)、采用虽然降低了成本,但是却在复合材料中又引入北京科恩公司
