热塑性碳纤维复合材料表面改性

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1、实用文档本科毕业设计（论文）题目：热塑性碳纤维复合材料表面改性学院机械与汽车工程学院专业机械工程及自动化学生姓名陈庆丰学生学号201130010123指导教师陆龙生副教授大全实用文档提交日期2015年5月20日摘要碳纤维复合材料是一种新型的高性能材料，有着广泛的应用市场。但是，由于碳纤维材料自身的独特结构，其表面活性低，比表面积小，导致了碳纤维与树脂基体的界面结合差，无法充分发挥碳纤维的高性能；同时也制约了专能化材料的发展。针对这个问题，近些年来，碳纤维表面改造是一个科研热点。本文从碳纤维表面改造入手，通

2、过化学气相沉积法在碳纤维表面生长碳纳米管，解决碳纤维表面比表面积小，表面活性低的问题。（1）本文用化学镀镍的方法使碳纤维具有原位生长碳纳米管的可能性。为了获得均匀致密的镍原子薄层，本文采用了粗化、敏化和活化一系列方式，使碳纤维表面原子具有与金属原子相似的亲水性和活化性能，从而获取镍原子薄层。（2）本文利用化学气相沉积法生长碳纳米管。通过变量控制法，研究本论文所述工艺的各个参数对碳纳米管生长的影响。通过观测SEM图，获得了相应结论与本论文所述工艺的最佳反应温度。（3）碳纤维原位生长碳纳米管，在一定程度上可以

3、修复碳纤维表面缺陷。此外，通过碳纳米管的“铆钉”大全实用文档作用，碳纳米管间的缠绕，碳纤维的力学性能也可得到提高。本论文通过测量碳纤维单丝所能承受的最大拉力来检测碳纳米管的改善作用。以清除浆料的碳纤维为参比样本，生长碳纳米管的碳纤维所能承受的最大拉力可提高20%以上；最大可达100%。通过比对SEM图，本文还分析了碳纳米管生长情况与最大拉力之间的关系。关键词：碳纤维、碳纳米管、表面活性、化学气相沉积法、单丝测力大全实用文档AbstractCarbonfibercompositeisanewhigh-per

4、formancematerial,whichhasawiderangeofapplications.However,becauseofcarbonfiber'suniquestructureleadingtoweaksurfaceactivityandlowspecificsurfacearea,itsinterface bonding functionbetweencarbonfiberandresinmatrixisbad.Astheresult,itishardtodisplayitshighper

5、formanceorbringoutnewinventionswithdesignedcapacity.Thepresentstudyfocusesonsurfacemodificationbyusingchemicalvapordeposition(CVD)toacquirecarbonnano-tubes(CNT)soastoimprovethesurfaceactivityandspecificsurfaceareaofcarbonfiber.(1)Thisresearchuseschemicaln

6、ickel-platingtomakeCNT'sgrowthpossible.Togaingoodnickeldeposits,weadoptedcoarsening,sensitizationandactivationtomakecarbonatomhavehydrophilicityandhighactivation,likemetalatom.(2)ThisresearchusesCVDtoobtainCNTSandcontrolsvariablestostudyeachvariable'sinfl

7、uence.ByobservingSEMpictures,wecomeupwiththeconclusionsandthebestreactiontemperatureofthisprocess.(3)CNTScanrestorethefacialdefectofcarbonfibertosome大全实用文档degree.Thisresearchmeasuresthemaximaltensionofsinglefilament.WefoundthatthecarbonfiberwithCNTScanbea

8、rlargerpowerthanthosewithoutCNTSanditsamplificationcanbemorethan20%.Furthermore,weobservedSEMpicturestostudytherelationshipbetweenCNTSandthemaximaltension.Keywords:carbonfiber;carbonnano-tubes(CNT);surfaceactivity;c