Fe2O3-石墨烯可控排列對碳纖維復合材料界面影響研究.pdf

1、高性能碳纖維復合材料在航空航天、武器裝備、能源、交通等國家重大戰(zhàn)略發(fā)展領域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。含納米基元的多尺度增強新型復合材料近年來受到廣泛的關(guān)注，為追求更高性能材料開拓了新天地。針對目前熱門的納米級界面的設計調(diào)控問題，本文分別采用磁控涂層和磁控接枝兩種方法，研究Fe2O3/石墨烯納米片層在碳纖維表面的可控排列對復合材料界面性能影響。
　　制備含有Fe2O3/石墨烯的環(huán)氧上漿劑，對碳纖維進行浸漬處理并在磁場環(huán)境下固化，實現(xiàn)納

2、米層片在碳纖維表面可控排列分布。利用KH-550作為中間體采用磁控接枝方法將Fe2O3/石墨烯接枝到酰氯化后的碳纖維上。分別研究碳纖維上官能團和表面形貌的變化，碳纖維單絲的接觸角及拉伸強度變化，復合材料界面剪切強度以及層間剪切強度變化。采用磁控接枝方法改進的碳纖維，通過紅外光譜、XPS分析表面元素含量及官能團變化驗證了接枝成功，并確定了接枝最佳反應時間為48h，通過掃描電鏡、AFM直觀表征分析了碳纖維表面微觀形貌，經(jīng)磁控接枝后的碳纖維表

3、面粗糙度明顯增大，改進后的復合材料界面性能提高幅度較大。
　　界面性能測試結(jié)果表明，磁控涂層改性法可使界面剪切強度IFSS值提高20.43％，對碳纖維本體強度也起到了增強作用，使單絲拉伸強度提高了23%；而對比磁控與非磁控碳纖維復合材料，磁控改性后ILSS值比非磁控提高了11%，前者的微復合材料的IFSS值比后者提升更大，提高了25.4%；磁控接枝改性法使界面剪切強度提高了57%，比非磁控碳纖維微復合材料IFSS值提高了10.3%