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碳纤维丝束表面润湿性能的红外热成像法观测
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TH145.9[机械工程—机械制造及自动化;一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51375175); 广东省自然科学基金资助项目(2015A030313201)
中文摘要:

碳纤维表面的润湿性能是影响碳纤维复合材料性能的重要因素.由于碳纤维的丝径过小以及测量工质的透明特征,在采用传统的润湿性能测试方法测试时操作要求苛刻和润湿边界模糊,实验的可重复性小和误差较大.为此,文中提出了一种新的碳纤维毛细润湿红外热成像观测法,观测了光滑形貌和粗糙形貌碳纤维表面的润湿性能,考察了碳纤维丝束润湿高度随时间的变化趋势,并将实验结果与毛细上升的经典理论LaplaceWashburn模型进行对比.结果表明,碳纤维丝束在快速润湿阶段的润湿高度与润湿时间的平方根成正比(h∝√t),在过渡阶段的润湿高度与润湿时间的立方根成正比(h∝3√t),与理论研究结果一致,从而验证了红外热成像法观测的碳纤维丝束润湿高度实验数据的准确性,可用于表征碳纤维丝束的表面润湿性能.

英文摘要:

The surface wettability of carbon fiber is an essential factor affecting the performance of carbon fiber composite material. Due to the small fiber diameter and the transparent characteristic of working medium,the conventional measurements of wettability need demanding operation whereas wetting boundary is blurred,and thus the reiteration rate of experiment is low and large errors occur. In order to solve this problem,a novel observing method of wettability using IR thermal imaging is proposed. The superficial wettability of carbon fibers with smooth or rough morphology is observed,the variation tendency of wetting height with time is explored,and a comparison is made between the experimental results and the theoretical ones obtained by classical Laplace-Washburn model.The results show that the wetting heights measured in the rapid wetting stage and the transitional stage are respectively in direct proportion to the square root of wetting time( h ∝√t) and to the cube root of wetting time( h ∝3√t),which means that the proposed IR thermal imaging method helps obtain accurate wetting height of carbon fiber tow and can be applied to the characterization of surface wettability of carbon fiber tow.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954