T800级碳纤维及复合材料性能对比研究
2020-11-07王芬刘亮刘府陶珍珍金亮
高科技纤维与应用 2020年5期
王芬,刘亮,刘府,陶珍珍,金亮
(中复神鹰碳纤维有限责任公司,连云港 222069)
0 引言
碳纤维是一种碳元素在90%以上的高强度特种纤维材料[1]。由于该材料具有高强、高模、耐腐蚀、耐疲劳、耐热性,以及优良的导电、导热等特性,常常被作为理想的增强和功能材料,被广泛应用于航空航天等高科技领域及化工、电子、冶金、汽车、医疗和体育等民用领域[2-5]。此外,碳纤维在电子通信、石油开采、基础设施等领域也有着广泛的应用,主要用于放电屏蔽材料、防静电材料、分离铀的离心机材料、电池的电极等,在生化防护、臭氧去除、食品等领域也有出色的表现。
界面,是指纤维与基体之间化学成分有显著变化且使二者彼此结合,并具有传递载荷作用的微小区域[6-8]。良好的界面结合可以提高复合材料的结构整体性,使载荷有效地从基体传递到纤维,对复合材料力学性能甚至起着决定性的作用[9-10]。特别是在潮湿环境及温度等湿热老化的协同作用下,界面往往最先被腐蚀从而导致复合材料力学性能明显下降,故对复合材料纤维/基体界面匹配机理和影响因素展开深入研究非常必要。
T800级别碳纤维在经过高温碳化处理后,非碳元素大量逸走,表面活性急剧降低,表面张力降低,导致锚定效应和浸润性极差,复合材料的层间剪切强度(ILSS)低至50 MPa左右,已无法满足实际应用要求[11]。通过对碳纤维进行表面改性,可以改善其表面活性以及基体的浸润性,增强纤维与基体之间的相互作用,从而提高复合材料的力学性能[12]。……
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