免费论文：国产碳纤维复合材料微观界面性能的研究

碳纤维复合材料在航空航天、工业建筑等领域中的应用越来越广泛，其界面性能越来越受到重视。复合材料界面是增强体与基体之间的过渡，起着传递应力的作用。复合材料界面性能的好坏，直接影响复合材料的综合性能。因此，运用复合材料的微观界面研究方法，对国产碳纤维复合材料的界面及其耐湿热性能进行系统研究有重要的意义。本文针对国产300级、700级、800级碳纤维环氧树脂单丝复合材料的微观界面性能及其耐湿热性开展研究，以揭示上浆对碳纤维表面物理形貌及化学特性的影响，进而揭示影响复合材料界面性能及其耐湿热性的关键因素。首先，采用扫描电镜和原子力显微镜和X射线光电子能谱对带浆/去浆国产碳纤维的表面特性开展系统研究，表征了不同级别国产碳纤维去浆前后的表面物理形貌、粗糙度、元素含量及活性官能团含量。研究发现，碳纤维在上浆前后表面物理及化学特性有较大的差异，与碳纤维表面处理方法与上浆工艺有关。其次，分别采用单丝断裂法和微脱粘法，研究了不同国产碳纤维环氧单丝复合材料的微观界面性能，通过比较去浆前后界面剪切强度变化，研究上浆剂对界面的影响。结果表明带浆纤维与树脂界面粘结力较高，上浆后不同国产碳纤维体系的界面剪切强度有不同程度的提高。最后，对不同的国产碳纤维环氧树脂单丝复合材料体系进行饱和湿热处理后，采用单丝断裂法测试湿热环境后不同体系的界面剪切强度，比较不同国产碳纤维界面耐湿热性能。结果发现，纤维表面粗糙度及化学特性是影响复合材料界面耐湿热性能的关键因素。

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