黄彬瑶
,
段跃新
,
杨喆
,
陈达
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肇研
材料科学与工艺
为了研究两种不同上浆剂和湿热环境对国产300级碳纤维/环氧树脂体系微观界面性能的影响，采用单丝断裂法，测试分析了去浆前后碳纤维单丝复合体系在自然干态、湿热处理3d及湿热处理6d的状态下微观界面剪切应力的变化。结合对扫描电镜（ SEM）、原子力显微镜（ AFM）及X射线光电子能谱（ XPS）等测试结果的分析，研究了碳纤维上浆剂对微观界面性能及其界面耐湿热性能的影响。结果表明：去浆前后A300碳纤维表面均有明显沟槽；上浆剂1并未使A300碳纤维表面粗糙度有明显变化，但上浆剂2使A300碳纤维表面粗糙度减小，而两种上浆剂均使A300碳纤维表面含氧极性官能团含量减少。两种上浆剂对制备的复合材料界面性能和耐湿热性能都有较大的提高，其中上浆剂1在自然干态下对界面性能的提高更明显。
关键词:
碳纤维
,
上浆剂
,
单丝断裂法
,
湿热
,
界面性能
张丽娇
,
顾轶卓
,
李敏
,
刘洪新
,
张佐光
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2012.07.017
采用基于WND( Wagner-Nairn-Detassis)能量模型的单丝断裂法,测试了5种国产炭纤维、2种国外炭纤维与航空结构用环氧树脂复合体系的界面断裂能,通过SEM,AFM,IR以及XPS等手段分析了7种炭纤维的表面物理化学特性,并研究了炭纤维特性与界面断裂能的关联.结果表明:对于所研究的炭纤维/环氧树脂体系,去除炭纤维表面上浆剂后界面断裂能下降,说明上浆剂可以在一定程度上提高界面的韧性.此外,实验范围内,纤维拉伸强度较高时,测得的界面断裂能较高,炭纤维表面粗糙度较高时,测得界面断裂能较高,说明纤维拉伸性能和表面粗糙度对界面韧性有重要影响,而与这两种因素相比,上浆剂的种类影响相对较小.研究结果为高性能国产炭纤维的研发和炭纤维/树脂匹配性的评价提供了重要的实验数据.
关键词:
炭纤维
,
环氧树脂
,
界面
,
单丝断裂法
,
界面断裂能
李烨
,
肇研
,
孙沛
,
段跃新
材料科学与工艺
为了研究上浆剂和湿热处理对复合材料微观界面性能的影响，通过单丝断裂实验测试去浆处理及湿热处理前后T300、T700SC、T800S碳纤维单丝/环氧树脂体系的界面剪切强度（ IFSS），结合扫描电镜测试手段分析了纤维表面物理特性对IFSS的影响．结果表明：去浆及湿热处理均会引起三种单丝复合材料体系IFSS降低，断点形貌由X状向鞘状发生变化，但不同的单丝复合体系 IFSS 降幅以及断点形貌变化程度不同；去浆后， T700SC/环氧树脂体系 IFSS 降幅达70．67％，T300/环氧树脂体系仅下降6．05％；湿热处理72 h后，T300/环氧树脂体系IFSS下降幅度最小；湿热作用下，去浆后的单丝/环氧树脂体系IFSS的下降更为显著．
关键词:
界面
,
单丝断裂法
,
光弹花样
,
去浆
,
湿热
吕晓敏
,
孙志杰
,
李敏
,
顾轶卓
,
张佐光
玻璃钢/复合材料
doi:10.3969/j.issn.1003-0999.2012.01.005
本文对一种多壁碳纳米管进行表面酸化和胺化改性处理,通过超声波分散制备碳纳米管/玻璃纤维/环氧树脂单丝复合试样,采用单丝断裂法研究碳纳米管对玻璃纤维/环氧树脂界面粘结特性的影响.实验结果表明,加入碳纳米管后环氧树脂弯曲性能提高,单丝复合体系的拉伸应力-应变曲线在屈服点之后产生波动.通过比较纤维断点数-应变曲线、偏光下纤维断点形貌以及断口形貌SEM图像发现,对于玻璃纤维体系,加入硅烷偶联剂KH560后,碳纳米管可明显提高玻璃纤维/环氧界面粘结强度,并以胺化碳管改性体系影响最为显著.
关键词:
玻璃纤维
,
碳纳米管
,
环氧树脂
,
界面
,
纤维/基体粘结
,
单丝断裂法
樊序敏
,
顾轶卓
,
刘亚男
,
李敏
,
张佐光
复合材料学报
制备了含碳纳米管（CNTs）的水溶液,将该水溶液作为浸润剂浸渍碳纤维并进行烘干,采用扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）研究了CNTs含量及浸润工艺对碳纤维表面CNTs分布的影响,运用单丝断裂法分析了CNTs浸润剂处理对碳纤维/环氧树脂界面粘结性能的影响和作用机制。结果表明：CNTs可在T700和T300纤维表面黏附,浸润剂中CNTs含量越高,CNTs在纤维表面含量越高;对于CNTs含量较低的浸润剂,采用增加浸润次数的方法,能有效提高碳纤维表面CNTs的含量和碳纤维表面粗糙度;经过CNTs浸润剂处理后,碳纤维/树脂界面处的机械啮合作用增强,界面粘结强度明显提高,增幅最高达35.8%。
关键词:
碳纳米管
,
浸润剂
,
碳纤维/环氧树脂复合材料
,
界面
,
单丝断裂法
王伟霞
,
顾轶卓
,
李敏
,
刘洪新
,
张佐光
复合材料学报
建立了单丝断裂双树脂体系法,利用外层树脂的韧性使包埋于内层脆性树脂中的纤维单丝断裂达到饱和,解决了断裂伸长率较低的树脂基体采用传统的单丝断裂法无法测得界面剪切强度的问题.分别采用界面剪切强度和界面断裂能作为表征参量,考察了干态及湿热条件下两种T300级和两种T800级碳纤维/环氧树脂的界面性能,并与单丝断裂单树脂体系的界面性能进行比较.结果表明:单丝断裂双树脂体系与单树脂体系在表征碳纤维/环氧树脂的界面性能上定性规律一致；双树脂体系界面断裂能和界面剪切强度均可评价界面的耐湿热性能,且二者得到的变化规律一致；湿热处理后界面粘结性能均呈下降趋势,国外碳纤维体系的界面耐湿热性能明显优于国产碳纤维体系.
关键词:
碳纤维复合材料
,
环氧树脂
,
单丝断裂法
,
界面剪切强度
,
界面断裂能
,
湿热
