界面性能对单向碳纤维/环氧复合材料弯曲疲劳性能的影响

研究了界面改性对单向碳纤维增强复合材料疲劳性能的影响。通过以碳酸氢氨为电解质的阳极氧化和以马来酸酐为溶质进行的低温等离子体处理对碳纤维表面进行改性，观察交变载荷下复合材料界面性能退化和疲劳损伤规律。发现良好的界面粘接可以提高复合材料的抗疲劳性能，但是过强的界面粘接反而导致复合材料疲劳性能的下降。只有当材料具有合适强弱的界面时，才具有较好的疲劳性能。     

国产T800级碳纤维/聚酰亚胺复合材料耐环境性能研究

选用新一代国产T800级碳纤维增强耐高温聚酰亚胺树脂预浸料,通过热压罐工艺制备聚酰亚胺复合材料。采用酸性盐雾、湿热环境对复合材料进行老化处理,研究复合材料的典型力学性能变化;另外,采用蒸馏水、航空燃油、航空润滑油、人工海水4种液体环境对复合材料进行常温1000 h浸泡处理,研究浸泡前后室温、280℃下复合材料力学性能的变化。结果表明：酸性盐雾处理对层间剪切性能影响明显,达13.4%,对其他力学性能影响均在5%以内;湿热处理未对力学性能造成明显损伤;4种液体环境浸泡处理后,蒸馏水、人工海水浸泡对常温层间剪切性能造成轻微损伤,性能下降约7%,高温面内剪切性能损伤不明显;常温层间剪切性能损伤较小,均在5%以内,高温层间剪切性能损伤增加,蒸馏水、人工海水浸泡后的损伤达到10%;常温开孔压缩性能损伤较小,在3%以内,高温开孔压缩性能损伤增加,蒸馏水、航空燃油、人工海水浸泡后的损伤超过10%。     

国产芳纶上浆剂对聚三唑复合材料力学性能的影响

目的研究国产芳纶纤维DAF-III表面上浆剂的主要成分及其对复合材料界面性能的影响。方法用丙酮溶剂抽提纤维一定时间,分析对比去除上浆剂前后的纤维和抽提溶液,并制备DAF-III增强的聚三唑树脂复合材料,测试复合材料的力学性能。结果国产DAF-III芳纶纤维的主体结构是聚酰胺苯并咪唑,表面上浆剂主要组分是脂肪族酯类低聚物。溶剂抽提去除了纤维表面大部分上浆剂,裸露的纤维本体存在制备过程中形成的沿纤维方向的大量沟壑;去除上浆剂后,复合材料的ILSS和弯曲强度分别提高了181.2%和56.20%。结论纤维表面上浆剂对纤维以及纤维增强的复合材料力学性能影响显著,纤维与树脂通过机械锚合和氢键作用改善界面粘接。     

不同碳纤维表面状态及其复合材料界面对比

对比研究了进口T300碳纤维和国产JC2#纤维的表面状态及其在C／SiC复合材料中形成的界面状态。结果显示T300纤维表面。和N杂原子含量丰富，其C原子含量仅为86．0％；而JC2#纤维的表面C原子含量达到93％。与JC2#纤维相比，T300纤维的表面更为粗糙，其表面沟槽粗壮杂乱。在C／SiC复合材料中，T300纤维与SiC基体紧密结合，经界面微脱粘法测试得出T300纤维与基体的界面微脱粘载荷是JC2#纤维的2倍。高表面活性和粗糙物理表面是T300纤维在C／SiC复合材料中形成强界面结合的根本原因。     

碳纤维表面改性对Cf/Mg复合材料微观组织和界面的影响

研究在碳纤维表面分别用化学法镀Ni和溶胶-凝胶法涂SiO2两种涂层,用真空压力浸渗法制备Cf/Mg复合材料.用SEM、EDS和TEM对Cf/Mg复合材料微观组织和界面特征进行分析.结果表明:无涂层的碳纤维与Mg基体浸润性较差,碳纤维在Cf/Mg复合材料微观组织巾分布不均匀,界面结合强度较弱.碳纤维表面包覆Ni或SiO2涂层改善了碳纤维与Mg基体的润湿性;包覆Ni涂层的碳纤维在Mg基体中分布均匀,并在其界面处生成金属间化合物Mg2Ni,界面为强结合;碳纤维表面的SiO2涂层与Mg进行少量的反应生成MgO和Si,界面结合好.能很好地传递载荷.     

表面改性对碳纤维及其复合材料性能影响的研究进展

综述了近几年国内外碳纤维表面处理的研究工作,重点报告了目前常用的液相氧化法、等离子聚合法、上浆法3种碳纤维表面处理技术的研究进展。通过总结和对比,分析了3种碳纤维表面处理的作用机理和工艺的优缺点,并综述了3种表面处理技术对碳纤维的表面形貌、强度、浸润性、界面性能以及复合材料的力学性能的影响。在此基础上,指出目前对碳纤维表面处理技术存在的问题,并给出相应的建议,为碳纤维表面处理技术的优化和研究应用提供参考和帮助。     

不同纺丝工艺国产高强中模碳纤维及其复合材料性能对比

目的 进一步探究国产不同纺丝工艺高强中模碳纤维及其复合材料的相关性能,并验证干喷湿纺工艺碳纤维的表面状态及其复合材料性能。方法 针对干喷湿纺的GW800G和湿喷湿纺的CCF800H两种碳纤维及其复合材料,采用场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)和动态接触角测量仪表征其表面形貌、表面化学特性以及表面能,对两种碳纤维的微观表面性能以及微观结构进行对比分析,并与相同的高温环氧树脂复合,通过热压罐成型技术制成层合板,进一步表征两种复合材料的力学性能,并观察了复合材料90°拉伸和90°弯曲破坏试样断面形貌。结果 GW800G碳纤维表面形貌较光滑,CCF800H碳纤维表面粗糙度较大且凹槽明显。GW800G碳纤维和CCF800H碳纤维表面化学活性较高和表面能均较高,表面活性碳原子比例分别达到了34.11%和33.24%,表面能分别达到了36.92 mJ/m²和40.08 mJ/m²,二者水平差距较小。同时两种碳纤维的微晶结构相似,GW800G碳纤维具有更高的石墨化程度。这些特点...     

试验参数对碳纤维铜复合材料性能的影响

以硫酸铜、碳纤维、铜粉等试剂作为原材料,研究了压制的压力、时间和方式,烧结温度及碳纤维镀铜时间等因素对碳纤维-铜复合材料性能的影响。结果表明,随着压制压力的升高和压制时间的延长,复合材料坯体的密度和压溃强度都先快速后缓慢增加;双向压制坯体的性能优于单向压制坯体;复合材料的密度、强度和耐磨性能随着烧结温度的上升而提高,高于750~800℃时,强度开始下降,密度和抗磨性能保持不变;随着镀铜时间的延长,强度和干摩擦性能先快速提高,而后维持不变,但不影响密度和润滑摩擦性能。     

金属基复合材料界面性能对残余应力的影响

采用ANSYS有限元软件计算涂层法制备的SCS-6 SiC/Ti-6Al-4V复合材料内热残余应力,分析了界面性能对热残余应力的影响。结果表明:较高的热膨胀系数(CTE)导致界面层产生高的应力梯度,使环向残余应力由低热膨胀系数时的压应力转变为较高的热膨胀系数时的拉应力;界面层弹性模量的增加,使得纤维和界面层内径向残余压应力明显增加,但对基体中的残余应力影响并不大;界面层厚度的变化对基体中径向残余应力影响不大,但随着界面层厚度增加,基体中残余应力有所减小。     

固化工艺对聚酰亚胺复合材料影响研究

将纳米碳化硅掺入热固型聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸中,采用溶胶凝胶法,经两种不同的固化工艺,制备了不同的聚酰亚胺基复合材料.红外吸收情况表明,固化工艺直接影响亚胺化脱水成环,不同的加热脱水方法导致材料的抗吸湿性能显然不同,微观组织均匀分布也受到一定程度的影响;并发现材料介电常数出现很大差异,常规单一温度固化工艺合成复合材料介电常数为ε=2.6,但采用多个不同温度依次加热固化材料,其介电常数低达ε=2.0,比前者下降了30%.     

SiC纤维表面去碳处理对PIP-SiCf/SiC复合材料力学性能以及界面影响

采用强度测试、SEM、HRTEM等分析测试手段对纤维表面去碳前后SiC纤维强度、复合材料力学性能、纤维表面形貌、复合材料断口形貌以及复合材料界面特征进行分析表征.结果表明,去碳处理后,纤维表面的固有缺陷暴露出来,纤维强度下降约15%,但由其制备的复合材料强度下降只有原纤维制备复合材料的1/6;复合材料断口非常平整,纤维...     

碳纤维增强聚酰胺（PA/CF）复合材料的研究进展

通过对各种碳纤维增强尼龙复合材料的进展和存在问题的分析,综述了国内外碳纤维及碳纤维增强尼龙复合材料的发展概况、结构、性能及先进的工艺方法。针对近年来该材料的研究热点,对其界面性能、增强及增韧进行重点阐述,同时介绍了碳纤维增强尼龙复合材料未来的研究及发展趋势。     

碳纤维复合贴片的界面行为研究

采用低温等离子体法对碳纤维进行表面处理,并在微波固化条件下将碳纤维与环氧树脂复合成形,制得碳纤维复合贴片.采用X射线光电子能谱仪对碳纤维表面的元素组成进行了表征,采用扫描电镜和能量散射光谱(EDS)对碳纤维/树脂界面区的形貌和元素分布进行了表征.结果表明:碳纤维经处理后,其表面氨基官能团的含量增大,有利于纤维与树脂的化...     

碳纳米管-银复合材料力学性能研究

采用粉末冶金方法制备碳纳米管-银复合材料，研究了碳纳米管的含量对碳纳米管-银复合材料的硬度、抗弯强度影响。实验表明：当碳纳米管的含量小于11％时，复合材料的密度、硬度较好，碳纳米管起到了增强作用；当碳纳米管的含量大于11％时，由于碳纳米管的团聚，导致复合材料密度、硬度迅速下降；由于碳纳米管和银的弱界面结合，以及碳纳米管在拉应力条件下载荷传递的效力比在压应力时低，使得碳纳米管对复合材料抗弯强度的增加不明显。     

碳（石墨）纤维增强镁基复合材料的界面研究

采用透射电子显微技术及高分辨技术，对Ｃ／Ｍｇ复合材料界面的显微结构进行了研究，发现在纤维与基体的界面上存在着Ａｌ元素的偏聚；碳纤维的石墨化程度不同，界面形态不同，石墨化程度较低时，界面处有一层约１μｍ厚的细晶粒层存在，石墨化程度较高时，界面处平直光滑；界面处有析出物γ－Ｍｇ１７Ａｌ１２存在；近界面区存在着大量晶体缺陷，主要为位错和孪晶，并有残余应变层存在；当碳纤维表面有ＳｉＣ涂层时，在涂层与基体间     

载荷下碳纤维复合材料电阻变化研究进展

碳纤维复合材料中具有良好导电性能的碳纤维相互接触形成了导电网络,在外部载荷作用下会发生分层损伤、纤维断裂等损伤或破坏,从而引起导电网络发生变化,改变导电性能,导致电阻发生变化。阐述了国内外在碳纤维复合材料常见导电理论和计算模型相关方面的研究结果,及载荷下碳纤维复合材料电阻变化的研究情况等,指出碳纤维复合材料电阻变化研究存在的不足,并提出了碳纤维复合材料电阻变化研究的趋势。