界面過渡層構(gòu)筑及其對碳纖維復(fù)合材料界面、抗疲勞性能的影響.pdf

1、隨著碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對復(fù)合材料的界面及抗疲勞性能提出了更高的要求。然而，由于樹脂對纖維的不良浸潤及碳纖維與樹脂基體性能失配等因素，復(fù)合材料在動靜態(tài)載荷作用下容易發(fā)生界面脫粘并提前破壞。為此，本課題以界面過渡層理論為基礎(chǔ)，將碳納米管引入到界面相中并構(gòu)筑一種模量處于碳纖維和環(huán)氧樹脂間的界面過渡層，并探討了該界面過渡層對復(fù)合材料界面及抗疲勞性能的強化機制，為多尺度復(fù)合材料的制備及改進提供新的思路。

2、r>　　為了提高碳納米管在水中的分散性，本文首先是通過混酸氧化法制備了氧化碳納米管(OCNTs)。然后采用一種連續(xù)電泳沉積的方法將OCNTs沉積到碳纖維表面，通過調(diào)控電泳沉積時間控制OCNTs的含量。采用樹脂傳遞模塑成型技術(shù)制備多尺度增強復(fù)合材料。測試后發(fā)現(xiàn)，多尺度復(fù)合材料的剪切及彎曲性能在很大程度上依賴于碳納米管在界面中的分布情況。當(dāng)電泳沉積時間為5min時，碳納米管在纖維表面的分布較為均勻，復(fù)合材料的界面剪切強度、層間剪切強度、彎曲

3、強度及彎曲模量相比OCNTs引入前分別提高了33.0％，10.5％，9.46％和15.4％，而當(dāng)電泳沉積時間延長至7min時，過多的碳納米管在纖維表面團聚，復(fù)合材料的剪切及彎曲性能有所下降。此外，經(jīng)30，000次彎-彎模式下的疲勞損傷后，多尺度復(fù)合材料的剩余彎曲強度保留率還提高了3.3％。這說明引入OCNTs后復(fù)合材料的界面及抗疲勞性能都有了一定程度的提高。
　　為了明確OCNTs對復(fù)合材料的增強機理，論文分別采用掃描電鏡的元素分