电热载荷对碳纤维表面物化性质的影响

摘要：

目的 探索用低强度电流(毫安级)处理碳纤维单丝的实验方法 ,讨论电热载荷对碳纤维表面物化性质的影响,为碳纤维复合材料电热损伤机制研究提供理论基础.方法 采用直流恒流精密电源对T300碳纤维单丝以不同强度的电流通电,利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)测试手段分析碳纤维表面形貌和粗糙度的变化,利用X射线光电子能谱(XPS)对电热处理后的碳纤维表面的化学性质进行分析,并得出纤维表面活性的变化.结果 经过不同电流强度处理的碳纤维表面发生了明显的变化,2 mA和4 mA处理的纤维表面出现了很多裂纹,且粗糙度随着电流的升高而降低,6 mA处理的纤维表面沟壑被填充且粗糙度稍有上升;随着电流的升高,纤维表面的C含量随之升高,O含量则呈现相反趋势,C—C稍有降低,C—O键降低明显.结论 电热载荷对纤维表面的浆料有烧蚀作用,未反应的浆料残留在碳纤维表面,并且使凹槽变浅,粗糙度也有所降低;电热产生的高温反应掉了很多上浆剂成分,使更多的纤维本体裸露出来,更多的羟基转化成了羰基和羧基,而纤维表面活性则稍有增强.

关键词：碳纤维、粗糙度、电热损伤、表面物化性质

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分类号：TQ342

资助基金：国家自然科学基金项目61471364;中央高校基本科研业务费3122014K014 Supported by the National Natural Science Foundation of China61471364;the Fundamental Research Funds for the Central Universities3122014K014

在线出版日期：2016-05-24（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：89-94