纺丝工艺对T800碳纤维及其复合材料性能的影响

论文摘要

采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和表面接触角测量仪分别对湿法纺丝(T800HB)与干喷湿纺(T800SC)两种纺丝工艺制备的T800碳纤维表面状态进行表征和分析,采用万能材料试验机对二者的复丝、NOL环及单向板的力学性能进行对比研究。结果表明:湿法纺丝的T800HB碳纤维具有更粗糙的表面,而干喷湿纺T800SC碳纤维具有更高的表面活性,"化学活性"和"机械啮合"的共同作用使得两种碳纤维复合材料具有相近的层间剪切强度。但当复合材料发生破坏时,T800HB碳纤维与树脂间"机械啮合"的主导作用更显著,纤维/树脂结合更紧密,使得其复合材料的断裂呈脆性破坏模式,而T800SC碳纤维与树脂结合则稍弱,呈一定程度的韧性破坏模式。T800SC碳纤维比T800HB碳纤维具有更高的复丝拉伸强度,因而相应地,T800SC碳纤维复合材料NOL环和单向板均有更高的拉伸强度。因此,综合两种不同纺丝工艺碳纤维及其复合材料的力学性能和破坏形貌,相比于T800HB,T800SC碳纤维更适合作为缠绕成型复合材料的增强材料。

论文目录

• 1 实验材料及方法
•   1.1 实验材料
•   1.2 实验方法
•     1.2.1 纤维表面物理特性
•     1.2.2 纤维表面化学特性
•     1.2.3 纤维增强复合材料力学性能测试
• 2 实验结果与讨论
•   2.1 碳纤维表面物理特性
•   2.2 碳纤维表面化学特性
•   2.3 碳纤维及其复合材料力学性能
•     2.3.1 碳纤维复丝力学性能
•     2.3.2 碳纤维复合材料NOL环性能
•     2.3.3 碳纤维复合材料单向板力学性能
•     2.3.4 碳纤维复合材料断面形貌
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张世杰,王汝敏,刘宁,廖英强,程勇

关键词: 纺丝工艺,碳纤维,复合材料,力学性能

来源: 材料工程 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 有机化工,材料科学

单位: 西北工业大学理学院,西安航天复合材料研究所

基金: 高性能碳纤维项目(TDZX-16-003-02)

分类号: TQ342.742;TB33

页码: 118-124

总页数: 7

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