基于显微CT技术的碳纸微观结构特征分析

摘要：

作为一种多功能高孔隙率碳纤维复合材料,碳纸在燃料电池中承担着传质、传热和导电等重要作用,其微观结构特征直接决定了燃料电池的性能和耐久性.本文利用显微CT扫描技术重建了碳纸的微观结构,并对其体积分数、孔径分布、碳纤维长度、弯曲度、空间方位角和倾斜角进行了测量和分析.主要结论有:①孔径服从正态分布,平均孔直径为30.95μm;②碳纤维长度和弦长服从三参数Weibull分布,平均弯曲度为1.03,表明纤维直线性较好;③方向角在0°～90°之间等概率分布,倾斜角大于45°的只占1.1％,说明碳纤维在XY平面上随机分布,只有少量的纤维呈垂直状态嵌入碳纸.最后本文指出了碳纸在微观结构上的一些显著性特征和缺陷.该项研究有助于提高人们对碳纸在燃料电池中作用的认知.

关键词：碳纸、显微CT、微观结构、燃料电池、碳纤维复合材料

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家重点研发计划2018YFB1502500

在线出版日期：2022-07-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：65-69,104