不带数学的研究生择校参考

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1、不同处理方法对碳纤维表面及单向Cf/C复合材料强度的影响陈广立1耿浩然1陈俊华2李辉1张芬1(1济南大学材料科学与工程学院山东济南2500222山东大学材料科学与工程学院山东济南250061)摘要：本研究采取浓硝酸和电化学两种不同的表面处理技术，对碳纤维表面处理，利用SEM对纤维表面进行了分析，并对其所制备的Cf/C复合材料抗弯性能进行了测试。结果表明，采用低电压，短时间处理条件，对碳纤维表面作用较温和，粗糙度和比表面积增加，对复合材料的增强效果较浓硝酸氧化处理的显著。经10V,10min处理后，纤维表面出现“松树皮”状凸起，复合材料力学性

2、能下降。电化学处理碳纤维以提高复合材料界面性能的机理至少包括薄弱外层的去除和对纤维表面的刻蚀两种作用，在混合作用中，对纤维表面刻蚀作用占据主导地位。关键词：碳纤维，表面处理，氧化，刻蚀作用，抗弯强度EffectofcarbonfibersurfaceandstrengthofunidirectionalCf/CcompositebydifferenttreatmentmethodsAbstract:Densenitricacidandelectrolyticsurfacetreatmenttechniqueswereadoptedinthi

3、sstudy,theshapesofsurfaceaftertreatmentwereanalyzedbySEM,andflexuralstrengthofCf/Ccompositepreparedwithtreatedfiberswastested.Resultsindicatedthatsurfaceofcarbonfiberswastreatedsoftlyunderconditionoflowvoltageandshorttime,andwithincreasesofroughnessspecificsurfaceareas,the

4、intensityofcompositereinforcedmoreeffectivethanthatofdensenitricacidtreatment.After10voltageand10minutestreatment,“pinecortex”heavesappearedonthesurfaceofcarbonfiber,andthecompositeintensitydecreasedmarkedly.Themechanismofelectrolytictreatmentimprovinginterfacalpropertieso

5、fthecompositeincludesatleasttwoeffectswithweakerouterlayerremoveandsurfaceetching,andetchingeffectisdominantinthissimultaneousprocess.Keywords:carbonfiber,surfacetreatment,oxidation,etchingeffect,flexuralstrength1前言复合材料由于其高的比强度和比刚性，已经在宇航、航空、汽车等领域得到广泛地应用。碳纤维是20世纪50年代后发展起来的一

6、种增强材料，它具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电和热膨胀系数小等优异性能。其复合材料（CFRP）已被广泛用于航空航天、体育器材等领域[1-4]。碳纤维复合材料的性能取决于基体材料的性能以及纤维与基体材料的结合程度等。研究表明，碳纤维在未经表面处理前，其活性比表面积小（一般＜1m2/g），表面能低，表面呈现出憎液性。纤维表面处理就是为了增强纤维表面的化学活性与物理活性，从而增加其与基体间的结合或粘结。目前，纤维增强树脂基复合材料中，对纤维表面处理以增强复合材料粘结性的研究，主要有空气氧化法、液相氧化法、等离子体氧化法和电化学氧化法等

7、方法[5-6]。在研究的诸多碳纤维表面处理方法中，空气氧化法简单，耗时少，但操作弹性小，氧化反应不易控制。液相氧化主要是采用硝酸、酸性重铬酸钾、次氯酸钠等强氧化性液体，对碳纤维表面进行处理，处理比较温和，不过耗时较长。电化学氧化方法简单易操作，处理条件温和并易于控制，处理效果明显。表面涂层处理，是对碳纤维表面沉积一层无定性碳来提高其界面粘结性能，多采用气相沉积技术，操作较复杂，周期长。本文鉴于已有的研究，采用浓酸氧化处理、电化学处理及涂层处理不同的对碳纤维表面进行处理的方法，运用SEM对比观察了处理前后纤维表面的形貌，研究了其对制备Cf/C

8、复合材料性能的影响。为了制备性能优良的Cf/C复合材料，探索了较理想的纤维表面处理方法。2实验方法及条件2.1原材料及实验设备碳纤维：上海碳素厂生产。浓硝酸：浓度65~68%，分