聚丙烯腈基碳纖維的制備-表面處理

碳纖維表面處理碳纖維作為一種具有高強(qiáng)度高模量的先進(jìn)材料，通常需要與其他基體材料進(jìn)行復(fù)合制備成復(fù)合材料進(jìn)行使用。由于碳纖維本身經(jīng)過1300℃以上的高溫處理，纖維中90%以上由碳精品文檔放心下載元素組成，纖維表面活性官能團(tuán)很少，具有較強(qiáng)的惰性，與高分子樹脂等基體進(jìn)行復(fù)合時，感謝閱讀纖維與樹脂的結(jié)合較差,影響纖維優(yōu)異力學(xué)性能的發(fā)揮，并最終影響復(fù)合材料的性能。因此謝謝閱讀在碳纖維制備過程中，通常需要對碳纖維進(jìn)行表面處理，增加其表面的活性基團(tuán)，增強(qiáng)與樹謝謝閱讀脂等基體之間的結(jié)合.5.3。1表面處理方法由于碳纖維表面處理對其復(fù)合材料性能提高的作用，因此表面處理方法的研究也是碳精品文檔放心下載纖維制備技術(shù)研究的重點.經(jīng)過多年的研究，科研工作者開發(fā)了多種對碳纖維進(jìn)行表面處理謝謝閱讀方法，表5。11列出了可以對碳纖維進(jìn)行表面處理的不同方法及其影響因素。在這些處理方謝謝閱讀法中，目前應(yīng)用在工業(yè)化生產(chǎn)上的基本上都是電解氧化法。感謝閱讀表5.11碳纖維表面處理方法和影響因素序 類型

處理方法

影響因素號氣相氧化O2、O3、NO2、NO、SO2、NH3、空氣、水蒸氣/空氣、NO/時間、溫度、濃度、流精品文檔放心下載空氣 量液相氧化HNO3、H2O、KMnO4、NaClO3、Na2Cr2O7/H2SO4、H2O2/H2SO4、時間、溫度、組成比例、NaClO3/H2SO4、KMnO4/H2SO4感謝閱讀電解氧化氨水、碳酸氫銨、H2SO4、HNO3、H3PO4、NaOH、KOH、時間、電壓、電流密度、精品文檔放心下載4

NaCl、Na2CO3、NH4NO3、NaHCO3等水溶液精品文檔放心下載催化氧化 硝酸銅、醋酸銅、硝酸鉛、硝酸亞鉛、硝酸鐵、硫酸鐵、硝精品文檔放心下載酸鉍、釩酸鹽、鉬酸鹽

電解質(zhì)濃度時間、溫度、催化劑量電引發(fā)聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、苯乙烯、時間、電壓、電流、溶謝謝閱讀合物涂層 醋酸乙烯、丙烯酰胺、乙烯基吡咯烷 劑、單體濃度精品文檔放心下載聚合物電苯乙烯、乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯、乙烯基甲基醚與馬時間、電壓、電流、溶謝謝閱讀7

沉積涂層 來酸酐共聚物表面涂覆 PVA、PVC、PAN、硅烷物，硬性聚氨酯炭黑精品文檔放心下載

劑、共聚物離子濃度樹脂組成含量、涂覆量高溫氣相SiC、TiC、TiO2、ErC、NiC、B、BN、NbC、TaC、石墨晶溫度、時間、載氣、試感謝閱讀沉積 須、碳 劑含量表面聚合丙烯酸、丙烯酸甲酯、苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯、丙烯腈、異時間、氧化程度、接枝感謝閱讀物接枝氰酸酯量、濃度10等離子體O2、NH3、Ar、N2、空氣、SiC涂層、AN聚合時間、真空度、功率、處理流動速度11電子輻照γ射線等輻照劑量、時間5。3。1.1氣相氧化法氣相氧化法是將碳纖維暴露在氣相氧化劑（如空氣、氧等）中,在加溫、加催化劑等特精品文檔放心下載殊條件下使其表面氧化生成一些活性基團(tuán)(如羥基和羧基)。氣相氧化處理可以有效提高碳纖維與基體間的界面剪切強(qiáng)度。如將碳纖維在450℃的空氣氣氛中氧化10分鐘，所制備的復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度都有所提高；采用濃度為0。5—15mg/L的臭氧連續(xù)導(dǎo)入碳纖維表面處理爐中進(jìn)行表面處理，碳纖維的界面剪切強(qiáng)度可達(dá)78—105MPa；氧氣氣氛中用鹵素、二氧化硫等做抑制劑，也可有效改善表面特性.氣相氧化法的優(yōu)點是較方便的在線配套使用,處理速度快，缺點是對碳纖維的處理均勻性不夠理想，工藝條件苛刻,控制困難，容易對碳纖維力學(xué)性能產(chǎn)生較大的損傷,并且有毒有害氣體的使用對環(huán)境影響較大。感謝閱讀5。3。1.2液相氧化法液相氧化法是利用強(qiáng)氧化性液體或者溶液,如硝酸、重鉻酸鉀、次氯酸鈉、過氧化氫、感謝閱讀過硫酸鉀等對碳纖維進(jìn)行表面處理，使其表面產(chǎn)生羧基、羥基、羰基等含氧基團(tuán)，從而達(dá)到謝謝閱讀增強(qiáng)與樹脂界面結(jié)合的目的.由于液相氧化法較氣相氧化法較為溫和，氧化程度較容易控制,精品文檔放心下載不易使纖維產(chǎn)生過度氧化影響其力學(xué)性能，是研究較多的方法之一。但該方法由于處理時間謝謝閱讀較長，很難與碳纖維生產(chǎn)線匹配，通常用于碳纖維的間歇表面處理，而且強(qiáng)氧化性液體對設(shè)感謝閱讀備腐蝕嚴(yán)重,也不利于從碳纖維中清除干凈。5。3.1.3催化氧化法催化氧化法是利用金屬鹽類對碳纖維進(jìn)行催化氧化，該方法可以有效提高表面處理速謝謝閱讀度，但由于碳纖維與催化劑很難均勻接觸，其氧化均勻性受到影響，并且也存在催化劑清除精品文檔放心下載困難的問題.該方法基本只停留在研究階段。5.3。1.4聚合物涂層法電引發(fā)聚合物涂層、聚合物電沉積涂層、表面聚合物接枝和表面涂覆等方法都是在碳纖精品文檔放心下載維表面引入一薄層聚合物膜，從而達(dá)到與基體樹脂匹配的效果。其中電引發(fā)聚合物涂層、聚精品文檔放心下載合物電沉積涂層都是利用碳纖維本身具有導(dǎo)電性的特點，在電場的作用下在碳纖維表面引發(fā)精品文檔放心下載聚合或者沉積聚合物,從而引入活性基團(tuán),提高與基體樹脂的界面結(jié)合.表5。12為不同涂層類精品文檔放心下載型對碳纖維復(fù)合材料性能的影響。經(jīng)過電化學(xué)涂層改性后，碳纖維復(fù)合材料的層間剪切強(qiáng)度謝謝閱讀和抗彎強(qiáng)度都比未處理時有明顯提高，并且在一些條件下還可以提高抗沖擊強(qiáng)度。但是這些謝謝閱讀方法本身并不真正改變碳纖維表面結(jié)構(gòu)，因此基本不會對碳纖維力學(xué)影響產(chǎn)生明顯影響。同感謝閱讀時根據(jù)基體樹脂的特點選擇合適的單體或者聚合物，可以較好地達(dá)到提高復(fù)合材料性能的目精品文檔放心下載的。涂層厚度和均勻性控制是這些方法的難點.表5.12電化學(xué)涂層對碳纖維復(fù)合材料性能的影響涂層類型 層間剪切強(qiáng)度 抗沖強(qiáng)度/kJ/m2 抗彎強(qiáng)度感謝閱讀/MPa/MPa馬來酸酐/苯乙烯=1：168571100馬來酸酐/苯乙烯=2：159721100馬來酸酐/苯乙烯=3：162561000馬來酸酐/己烯=1：161421000馬來酸酐/十八烯=1:15244910馬來酸酐/甲基乙烯基醚=1：1（分子量50萬）4886900馬來酸酐/甲基乙烯基醚=1：1(分子量75萬）59130950馬來酸酐/甲基乙烯基醚=1：1（分子量125萬）54140860未處理3463780高溫氣相沉積是在高溫條件下將碳化硅、石墨晶須等沉積到碳纖維表面，所沉積的物質(zhì)感謝閱讀對樹脂起到物理錨定作用，從而增加碳纖維與樹脂之間的結(jié)合。該方法可以小批量處理碳纖謝謝閱讀維，但實施工業(yè)化生產(chǎn)較為困難.5.3。1。5等離子體法等離子體是具有足夠數(shù)量而電荷數(shù)近似相等的正負(fù)帶電粒子的物質(zhì)聚集態(tài)。用等離子體感謝閱讀氧化法對纖維表面進(jìn)行改性處理，是指利用非聚合性氣體對材料表面進(jìn)行物理和化學(xué)作用的精品文檔放心下載過程。采用低溫等離子或微波等離子對碳纖維進(jìn)行表面處理也是行之有效的方法，該方法的謝謝閱讀特點是氣一固反應(yīng),無污染,處理時間較短，通常幾秒鐘就可以達(dá)到所需處理效果。等離子體感謝閱讀所用氣體可以是活性氣體（如氧、氨氣、一氧化碳等），也可以是惰性氣體，如氦氣、氮?dú)饩肺臋n放心下載和氬氣等.常用的氧等離子體具有高能高氧化性，與碳纖維表面碰撞時，可以將碳纖維微晶謝謝閱讀棱角、邊緣和缺陷等處的碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)氧化成含氧活性基團(tuán)。表5.13為不同等離子體對碳纖精品文檔放心下載維處理效果的比較,說明氧等離子體較惰性氣體等離子體的優(yōu)勢.但是,等離子體的產(chǎn)生需要精品文檔放心下載一定的真空環(huán)境，所以設(shè)備復(fù)雜，連續(xù)、穩(wěn)定和長時間處理具有一定的困難.精品文檔放心下載表5。13不同等離子體對碳纖維處理效果比較等離子體羰基酮基醚鍵表面碳表面氧表面氮ILSS含量含量含量含量/％含量/％含量/％/MPa氧等離子體2.726。057。9184.612。92。682。4氮等離子體2。955.008.6088.48。63。071.7氬等離子體2.965。408.3088.34。87。069.65。3。1.6電解氧化法電解氧化法也成為陽極氧化法，是將碳纖維作為陽極,石墨板作為陰極，在電解質(zhì)水溶精品文檔放心下載液中施加直流電場進(jìn)行電解氧化處理，使碳纖維表面產(chǎn)生活性官能團(tuán)的處理方法。電化學(xué)氧精品文檔放心下載化反應(yīng)條件緩和,處理時間短，工藝設(shè)備較為簡單，可與碳纖維生產(chǎn)線銜接和匹配實現(xiàn)工業(yè)感謝閱讀化生產(chǎn)。通過控制電解溫度、電解質(zhì)含量和含量、電流密度等工藝條件可以實現(xiàn)對氧化程度感謝閱讀以及纖維表面官能團(tuán)地選擇性控制.電解氧化法是目前碳纖維工業(yè)化生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用的方法.圖5.39為陽極氧化法對碳纖維進(jìn)行表面處理的工藝流程示意圖。謝謝閱讀5。39陽極氧化法工藝流程示意圖在陽極氧化表面處理時由于以碳纖維本身作為陽極，因此在施加一定電流后，電解液中謝謝閱讀含氧陰離子在電場作用下向碳纖維移動，在其表面放電生成新生態(tài)氧，繼而使其氧化，生成羥基、羧基、羰基等含氧官能團(tuán),同時碳纖維也會受到一定程度的刻蝕，使得碳纖維本身的表面物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。采用電化學(xué)氧化法,合理選擇電化學(xué)氧化裝置是保證實施碳纖維有良好的表面處理效果的前提條件。在選擇電化學(xué)氧化裝置時,要考慮的因素包括陰極的材料、電解質(zhì)和電流的選擇。陰極材料既要導(dǎo)電，又要耐腐蝕。石墨板具有良好的導(dǎo)電性能和耐腐蝕性,在工業(yè)化生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。電解質(zhì)可用酸、堿或鹽類，如硝酸、硫酸、磷酸氫氧化鉀、氫氧化鈉、磷酸鉀、硝酸鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸二氫銨等.對于酸性電解質(zhì),水被電解生成的氧原子被碳纖維表面的不飽和碳原子吸附，并與相鄰吸附氧的碳原子相互作用而產(chǎn)生二氧化碳，從而使石墨微晶被刻蝕.邊緣與棱角的碳原子數(shù)目減少，是表面官能團(tuán)增加的一個重要因素；對于堿性電解質(zhì)，氫氧根離子被碳纖維表面的活性碳原子吸附，并與相鄰吸附氫氧根的碳原子相互作用而生成氧,從而增加了表面活性碳原子數(shù)目。陽極表面處理通常采用直流電,也有報道采用交流電進(jìn)行處理，較小的電量可以得到有效的處理效果.表5。14為不同電解質(zhì)在10mA/mg電流下陽極氧化處理10分鐘后碳纖維表面張力、極性的變化。精品文檔放心下載表5。14不同電解質(zhì)系統(tǒng)對陽極氧化表面處理效果的影響電解質(zhì)γ/mN/mγp/mN/mγd/mN/mXp未處理38.217.121.10。45KCO/KOH36.414。022。40.3823KHPO/KOH39。217.421。80。4424KHCO/KOH44.523。920。60。543KHPO/KOH46.526。120。40.5624NaHSO/NaOH47.226。420。80。594KHSO/KOH46.827。119。70。584KSO/KOH48.428。719.70.5924KNO/KOH48.828。420。40.583KClO/KOH50。329.720.60。5945.3。1。7高能量電子輻照近些年來，高能量電子輻照技術(shù)也被用來作為碳纖維表面處理的手段.高能量電子輻照精品文檔放心下載通常采用Co60γ射線，輻照劑量從幾十到幾百kGy。由于γ射線具有極高能量（1.17和精品文檔放心下載1.33MeV），具有極強(qiáng)的穿透性,因此可以在任何溫度下無需催化劑存在條件下在氣、固、感謝閱讀液材料中引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，具有無污染、節(jié)能等優(yōu)點，并且對碳纖維還可以在收卷后進(jìn)行，或感謝閱讀者對碳纖維織物進(jìn)行直接處理，而無需考慮織物大小、形狀、厚度等。圖5。40為利用γ射感謝閱讀線對碳纖維進(jìn)行處理的裝置示意圖。圖5。41為不同劑量γ射線輻照后碳纖維的表面形貌變感謝閱讀化，可以看出輻照后碳纖維表面形貌發(fā)生了很大變化，合適劑量的輻照使得纖維表面溝槽變感謝閱讀細(xì)變多，有利于IFSS的提高。5。40γ射線處理碳纖維裝置示意圖5。41不同劑量γ射線處理后碳纖維的表面形貌5。3.2表面處理效果評價5.3.2。1表面形貌分析碳纖維經(jīng)過表面處理后，由于物理、化學(xué)及涂層的作用，其表面形貌必然發(fā)生改變。掃精品文檔放心下載描電子顯微鏡（SEM）能夠比較直觀地反應(yīng)碳纖維表面處理后表面形貌的變化。采用原子謝謝閱讀力顯微鏡(AFM)可以觀察到1μm2區(qū)域碳纖維三維立體形態(tài)結(jié)構(gòu)，同時可以給出表面粗糙度感謝閱讀的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。圖5.42為不同電解質(zhì)陽極氧化處理后纖維的形貌，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過表面處理后,精品文檔放心下載碳纖維表面溝槽有所減少.通過AFM譜圖的表面粗糙度分析，經(jīng)過電化學(xué)氧化表面處理后，謝謝閱讀纖維的表面粗糙度由于物理化學(xué)的刻蝕作用有明顯降低(圖5。43）。感謝閱讀5。42不同電解質(zhì)陽極氧化處理后纖維的形貌.5。43碳纖維的表面AFM圖（a：未處理b:碳酸氫銨處理c:碳酸銨處理d:磷酸銨感謝閱讀處理)5.3.2.2表面官能團(tuán)分析經(jīng)過不同表面處理的碳纖維,其表面含氧官能團(tuán)主要有羧基、羥基和羰基。碳纖維表面的含氧官能團(tuán)可以用X-射線電子能譜（XPS）、熱失重分析(TGA）、電位滴定、酸堿滴定等進(jìn)行分析.XPS可以檢測碳纖維表面含氧官能團(tuán)的種類、濃度等，是一種較為靈敏、可靠的感謝閱讀方法。一般通過對XPS譜圖的分峰處理，以O(shè)1s/C1s來評價處理效果，同時通過分峰處理，精品文檔放心下載還可以得到羥基、羧基、羰基等的相對含量。表5.15為經(jīng)過不同條件處理后碳纖維C、O、感謝閱讀等元素的摩爾分?jǐn)?shù)，可以看出經(jīng)過處理后經(jīng)過表面處理后,纖維表面C含量降低,O和N含謝謝閱讀量提高，O/C和N/C均提高。圖5.44為碳纖維表面XPS譜圖及其分峰示意圖,其中284.6eV感謝閱讀C—C的結(jié)合能，286.6eV為C—OH的結(jié)合能，288eV為C=O的結(jié)合能,291為羧基的結(jié)合能。碳纖維由于帶有含氧官能團(tuán)，因此在真空或者惰性氣氛下,碳纖維的熱失重與含氧官能團(tuán)的數(shù)量密切相關(guān).一般在300-600℃下失重為羧基裂解產(chǎn)生的CO2，在600-1000℃下失重精品文檔放心下載為羥基、羰基裂解產(chǎn)生CO，因此通過TGA分析，可以定性分析表面處理效果。精品文檔放心下載表5.15碳纖維表面C、O、N等元素摩爾分?jǐn)?shù)處理時間C1s/％O1s/％N1s/％O/CN/C未處理91。426。701.880。0730。02090s80。3111。715。430。1460.068120s81。8912。202.720.1490.033150s80.6112.483。360.1550.042圖5.44表面處理后碳纖維XPS譜圖及分峰處理感謝閱讀5.3。2.3表面微晶結(jié)構(gòu)分析碳纖維經(jīng)表面處理后,由于纖維表層氧等的結(jié)合以及刻蝕作用，纖維表層石墨化程度降感謝閱讀低，石墨微晶變小。由于拉曼光譜分析中激光對碳纖維的穿透深度為幾十納米,對纖維進(jìn)行感謝閱讀拉曼光譜測試也是有效表征碳纖維表層石墨化程度變化。經(jīng)過表面處理之后，D峰和G峰均感謝閱讀有一定程度的分開，半高寬減小，并且兩峰的拉曼峰位向高波數(shù)輕微偏移（圖5。45)。謝謝閱讀圖5。45表面處理后碳纖維的拉曼光譜及其分峰處理謝謝閱讀XRD是研究碳纖維聚集態(tài)結(jié)構(gòu)最常用的方法。將碳纖維磨成粉末進(jìn)行XRD掃描可在一謝謝閱讀定程度表征由于纖維表層石墨晶體結(jié)構(gòu)變化引起的整體晶體結(jié)構(gòu)的變化，但這樣無疑降低了感謝閱讀測試的靈敏度。利用XRD表征碳纖維表面處理效果需要采用其纖維附件對纖維整體進(jìn)行謝謝閱讀XRD測試，通過比較處理前后的纖維晶體結(jié)構(gòu)變化來間接衡量處理效果。感謝閱讀5.3。2.4表面能分析碳纖維表面處理后，表面能增加，能顯著改善碳纖維與水、有機(jī)溶劑以及基體樹脂之間精品文檔放心下載的潤濕性，使接觸角減少。表面能的測定通常通過測定接觸角，再根據(jù)極化方程來計算。這謝謝閱讀種方法所用儀器簡單、操作簡便,是測定碳纖維表面處理后潤濕性變化的一種有效方法.表謝謝閱讀5.16為表面處理前后碳纖維浸潤性和接觸角的變化。圖5。46為不同表面處理后碳纖維的接精品文檔放心下載觸角變化，對于未處理的碳纖維和石墨纖維,測得的接觸角分別為104和115o。隨表面處理感謝閱讀時間延長，潤濕性提高,接觸角減少。表5.16碳纖維表面浸潤性變化未處理等離子體陽極氧化浸潤增量/mg87.3119。3122.2接觸角θ/71。562.258。4o圖5。46不同表面處理后碳纖維表面接觸角的變化5。3.2.5與樹脂結(jié)合性能分析碳纖維表面處理效果最直接有效的表征方法是層間剪切強(qiáng)度(ILSS)或者界面剪切強(qiáng)度感謝閱讀（IFSS）的測試。碳纖維的層間剪切強(qiáng)度測試方法按國標(biāo)GB3357-82進(jìn)行,測試樣品纖維體精品文檔放心下載積含量 60％左右，尺寸為長 *寬＊厚=10mm＊5mm*2mm，測試跨距 5mm,加載速度感謝閱讀10mm/min，每個樣品測試10次，取平均值。ILSS計算公式為：精品文檔放心下載其中P為斷裂負(fù)荷,b為樣品寬度，d為樣品厚度。感謝閱讀IFSS數(shù)值與所用樹脂體系、纖維體積含量、單向板纖維排布、空隙率等密切相關(guān).采用環(huán)氧6101樹脂體系，通常碳纖維的ILSS應(yīng)達(dá)到90MPa以上，而采用環(huán)氧AG80體系，ILSS則應(yīng)在120MPa以上。該方法是對碳纖維處理效果最直接有效的評價，但對樣品制備要求較高，需要碳纖維樣品量較多。謝謝閱讀界面剪切強(qiáng)度IFSS是另外一種能夠直觀表征碳纖維表面處理效果的參數(shù)。一般以纖維單絲形式進(jìn)行測試，并利用數(shù)學(xué)模型計算得到纖維和樹脂之間的IFSS。測試方法有單絲斷裂法、單絲拔出法、微脫粘法、單絲頂出法等，這些方法的優(yōu)點是所需樣品量少，但測試得到的IFSS值受樣品制備、數(shù)據(jù)解析等的影響較大，不同方法得到的數(shù)值差異較大。謝謝閱讀單絲斷裂法是將一根纖維埋入樹脂中制成拉伸試樣，通過對試樣進(jìn)行拉伸，纖維在試樣中發(fā)生碎裂，利用纖維強(qiáng)度和碎裂長度計算IFSS。該方法是基于單纖維復(fù)合材料在延伸過程中,當(dāng)復(fù)合材料延伸率達(dá)到纖維斷裂延伸率時，纖維發(fā)生斷裂。當(dāng)纖維-基體界面發(fā)生破壞,拉伸應(yīng)力將不能傳導(dǎo)到纖維上，纖維斷裂終止，斷裂長度達(dá)到飽和時纖維長度為臨界長度。界面剪切強(qiáng)度由纖維臨界長度、纖維直徑和纖維的拉伸強(qiáng)度計算得到。感謝閱讀單絲拔出法是將纖維單絲一端埋入樹脂中，利用單絲拉伸設(shè)備將纖維從樹脂中拔出,通過拔出應(yīng)力以及纖維直徑、埋入深度計算IFSS。單絲拔出法的樣品制備極為關(guān)鍵,過長的包埋深度常導(dǎo)致纖維在受拉過程中本身斷裂而不是纖維從基體中拔出,所以埋置深度一定要小于rσ/（2τ），其中σ為纖維抗拉強(qiáng)度，r為纖維半徑,τ為界面剪切強(qiáng)度，而太短又影響測試的準(zhǔn)確性。謝謝閱讀微脫粘法是將樹脂滴在碳纖維單絲上形成樹脂微球，利用鉗口卡住樹脂微球而對纖維進(jìn)行拉伸處理，使纖維從微球中脫粘拔出。在脫黏過程中沿碳纖維/樹脂基體形成的界面方向上產(chǎn)生剪切應(yīng)力，界面剪切強(qiáng)度計算公式為τ=F/πDfLe。式中τ為復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度,F為謝謝閱讀小球發(fā)生脫黏時最大載荷，Df為碳纖維直徑,Le為埋入長度。埋入長度過長，纖維/樹脂間剪謝謝閱讀切強(qiáng)度超過了碳纖維單絲強(qiáng)度，此時碳纖維發(fā)生斷裂取代微球脫黏成為主要的破壞方式；而感謝閱讀埋入長度過低，樹脂基體在碳纖維表面鋪展時形成的微球直徑小，上下剝離刀片形成的鉗口謝謝閱讀難以夾持，測試時易滑脫。因此,使用微脫黏法測界面剪切強(qiáng)度時，選取測試微球的直徑宜謝謝閱讀控制在40～80μm.利用微脫黏法測得復(fù)合材料的界面剪切強(qiáng)度數(shù)值具有較大的分散性，這與感謝閱讀纖維表面形成樹脂微球的半月板區(qū)域、脫黏過程中上下刀片形成的鉗口及碳纖維表面形態(tài)結(jié)精品文檔放心下載構(gòu)等因素有關(guān).單絲頂出法使用堅硬的金剛石壓頭將碳纖維從樹脂中壓出，界面剪切強(qiáng)度計算公式為τ=F/（2πRL）,其中τ為復(fù)合材料界面剪切強(qiáng)度，F(xiàn)為頂出載荷,R為碳纖維半徑,L為頂出距離。在頂出過程中考慮的因素較多（如殘余應(yīng)力、摩擦因子等），存在主要問題是頂出過程中在垂直于滑移方向產(chǎn)生的側(cè)向力數(shù)值難以估計。精品文檔放心下載5.3.3表面處理對碳纖維性能的影響碳纖維經(jīng)過表面處理后最直接的影響是提高了纖維與樹脂間的界面結(jié)合性能,能夠使得謝謝閱讀復(fù)合材料的剪切強(qiáng)度有明顯提高。通常碳纖維經(jīng)過表面處理后，由于物理化學(xué)的刻蝕等原因，感謝閱讀碳纖維強(qiáng)度會有所降低，特別是在處理程度較高時，纖維強(qiáng)度下降明顯。也有報道經(jīng)過合適謝謝閱讀表面處理后，由于表面刻蝕使得纖維表面缺陷尺寸減少,碳纖維強(qiáng)度可以有一定提高.碳纖維精品文檔放心下載的表面處理通常對模量基本沒有影響。對與陽極氧化表面處理，由于碳纖維在陽極氧化過程中作為陽極，通電時纖維表面均勻感謝閱讀放出氧氣,隨電流密度增加，相應(yīng)的氧氣放出