摘 要
采用高能激光束对PAN基碳纤维进行表面改性。
利用SEM、EDS、FTIR、XRD、万能试验机等表征手段,对改性前后碳纤维微观形态、成分变化、物相结构、力学性能进行表征,系统地研究了激光束对碳纤维微观组织变化、性能变化等的影响规律,探索激光束对碳纤维的作用机制。
结果表明,碳纤维经激光表面改性后,其表面的粗糙度和比表面积增加,碳纤维的浸润性得到提升,且功率越高、扫描速度越低,碳纤维浸润性越好。改性后的碳纤维化学成分种类、微观结构以及官能团种类没有改变;改性后的碳纤维官能团种类也没有改变,说明激光改性过程主要以物理过程为主;激光改性没有改变碳纤维的微观结构,改性后微晶尺寸略有减小,有利于改善碳纤维与环氧树脂的界面黏结性能。
激光表面改性碳纤维/环氧树脂复合材料的拉伸强度和冲击强度都有不同程度的提高,当碳纤维质量分数为0.2wt%,激光改性功率为150W时,复合材料的拉伸强度提高了59%,冲击强度提高了52%。
关键词
高能激光;表面改性;碳纤维;浸润性;复合材料
来源:中国复合材料学会
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