碳纤维增强树脂基复合材料微观界面性能的研究

bb20920d · 发表于 2022-4-13 14:40:25

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雅宝题库解析：
随着碳纤维复合材料在航空航天、建筑等领域的应用越来越广泛，其耐湿热性能也越来越受到重视。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，这一厚度在纳米级的过渡相决定了复合材料的耐湿热性能。因此，运用复合材料的微观界面研究方法，对碳纤维复合材料的界面及其耐湿热性能进行系统研究具有重要的实际意义。本文针对两种碳纤维的表面特性、其单丝复合材料的界面耐湿热性能展开系统研究，以期揭示碳纤维表面特性（包括物理特性和化学特性）与复合材料界面及其耐湿热性能的联系，确定影响复合材料界面耐湿热性能的关键因素，为提高复合材料的界面耐湿热性能提供理论参考。首先，采用扫描电镜、原子力显微镜和X射线光电子能谱对带浆/去浆T300、T700碳纤维的表面特性展开系统研究，表征了两种碳纤维去浆前后的表面形貌、粗糙度、元素含量及活性官能团含量等信息。研究发现，两种碳纤维在去浆前后表面特性出现较大差异，这些差异与未上浆前的纤维表面处理方法及上浆工艺有关。其次，采用单丝拉伸试验结合单丝复合材料的断裂实验对带浆/去浆T300、T700碳纤维的单丝拉伸性能及其单丝复合材料的界面性能进行了研究。结果表明，二参数和三参数Weibull分布均适合对带浆/去浆T300、T700单丝复合材料的临界纤维断裂长度进行拟合，去浆后，T300单丝复合材料的界面剪切强度升高，而T700单丝复合材料的界面剪切强度却降低。最后，基于Kelly-Tyson模型计算得到了各种湿热处理条件下带浆/去浆T300、T700碳纤维单丝复合材料的界面剪切强度保持率，确定了影响复合材料界面耐湿热性能的关键因素，并对上浆剂的改进提出了控制活性官能团含量的建设性要求。

碳纤维增强树脂基复合材料微观界面性能的研究

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