国产800级碳纤维表面状态及其复合材料界面性能

刘卫丹，陈俊林，李 阳，杨 喆，肇 研

(北京航空航天大学 材料科学与工程学院，北京 100083)



国产800级碳纤维表面状态及其复合材料界面性能

刘卫丹，陈俊林，李 阳，杨 喆，肇 研

(北京航空航天大学 材料科学与工程学院，北京 100083)

通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、复丝拉伸法、单丝拉伸法及单丝断裂法对3种国产800-12K碳纤维表面状态及其复丝拉伸性能、单丝复合体系的界面性能进行系统分析与研究。结果表明：3种国产800级碳纤维表面均较为光滑，纤维的粗糙度为9～17nm，纤维表面含氧量较高且稳定，O/C在0.23～0.27之间；3种国产800级碳纤维复丝拉伸强度相当，质量控制稳定，断裂伸长率为1.9左右，纤维与树脂基体匹配性较好；3种国产800级碳纤维单丝拉伸强度不稳定，纤维的表面化学活性对纤维与树脂基体的界面结合强度影响显著。

国产800级碳纤维；表面；复合材料；界面

碳纤维自问世以来，凭借自身优异的高比强度、高比模量、抗腐蚀耐高温等优异性能，广泛应用于各类复合材料[1]。界面性能是影响复合材料性能的重要因素之一，而碳纤维表面组织结构是影响复合材料界面性能的主要因素[2,3]。为了获得良好的复合材料性能，国内外开展了大量纤维及其复合材料界面微观结构、界面形成机理、界面性能、界面结构优化等方面的研究[4-6]。目前，中国国产的碳纤维复合材料的性能、质量、价格以及供货能力等方面还远不能满足国防、航天航空以及民用领域的需求[7]。T300，T700等通用级碳纤维复合材料已有较多的研究与应用，而对高性能T800复合材料的研究较少，主要集中在对T800碳纤维的表面状态的分析[8-10]和复合材料成型工艺上。……