位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
电化学表面处理对碳纤维结构及性能的影响
  • ISSN号:1000-3851
  • 期刊名称:复合材料学报
  • 时间:2011.11.11
  • 页码:16-25
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程] TQ34[化学工程—化纤工业]
  • 作者机构:[1]北京化工大学碳纤维及功能高分子教育部重点实验室,北京100029, [2]上海石油化工股份有限公司,上海200540
  • 相关基金:国家自然科学基金(51073011); 国家863计划(2006AA06Z382)
  • 相关项目:单向电纺聚丙烯腈基纳米碳纤维形成中微观结构演变机制的研究
中文摘要:

采用新型电化学表面处理设备,以10%(质量分数)NH4HCO3溶液为电解质,对12KPAN基碳纤维进行连续化的表面处理,探索了在提高碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的同时降低碳纤维本征拉伸强度损失的结构变化特征及规律。利用SEM、XRD、XPS、Raman等方法研究了改性前后碳纤维表面的物理和化学状态、晶体尺寸和表面有序度。结果显示,在适当的条件下,碳纤维/树脂复合材料的层间剪切强度提高了23.3%,同时碳纤维的拉伸强度仅损失了4.4%。碳纤维/树脂复合材料层间剪切强度的提高是碳纤维表面粗糙度和表面含氧、含氮官能团共同作用的结果。表面处理后碳纤维石墨网片层尺寸减小了6.3%~27.6%,微晶尺寸相应减小;适度的氧化刻蚀使碳纤维表面有序度略有提高,并且产生新的活性点;以上两种作用减小了碳纤维的本征拉伸强度的损失量。

英文摘要:

The PAN-based carbon fiber(CF)bundles with 12K were treated continuously by a new equipment of electrochemical modification in 10%(mass fraction) NH4HCO3 electrolyte solution to improve its interfacial bounding strength without compromising the tensile strength simultaneously.SEM,XRD,XPS and Raman spectra were employed to characterize the morphology,chemical states,crystallites size and ordered degree of the CF surface.The results indicate that the interlaminar shear strength(ILSS)of CF/resin composites increases by 23.3% while its tensile strength only decreases by 4.4% under the optimal modified condition.The improvement of interlaminar shear strength causes not only by the increase of surface roughness,but also by the interaction effects of oxygen-containing and nitrogen-containing functional groups on CFs.After electrochemical oxidation the crystallites size decreases by 6.3%~27.6%,and the ordered degree on CF surface increases with the suitable etching which does not peel off the ordered region on the CF surface and creates new cracks;both above reduce the loss of tensile strength.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《复合材料学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:工业和信息化部
  • 主办单位:北京航空航天大学 中国复合材料学会
  • 主编:益小苏
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:
  • 电话:010-82316907
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3851
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1801/TB
  • 邮发代号:80-413
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17731