表面处理碳纤维增强羟基磷灰石复合材料研究.pdf

《表面处理碳纤维增强羟基磷灰石复合材料研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第31卷第3期辽宁工业大学学报(自然科学版)Vol.31,No.32011年6月JournalofLiaoningUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Jun.2011本刊核心层次论文表面处理碳纤维增强羟基磷灰石复合材料研究穆柏春，赵斌（辽宁工业大学材料科学与工程学院，辽宁锦州121001）摘要：对碳纤维进行表面氧化处理和对氨基苯甲酸表面处理，以这种表面改性碳纤维与羟基磷灰石陶瓷复合，制备表面改性碳纤维增强羟基磷灰石复合材料，研究各种碳纤维的含量对复合材料的抗弯强度、断裂韧度的影

2、响。结果表明，表面氧化改性碳纤维可以显著提高材料的性能，其断裂韧度可达基体断裂韧度的2倍，抗弯强度可达基体抗弯强度的2.48倍。尤其是对氨基苯甲酸表面处理的碳纤维的效果更好，其断裂韧度可达基体断裂韧度的2.25倍，抗弯强度可达基体抗弯强度的3倍。关键词：羟基磷灰石；对—氨基苯甲酸；碳纤维；氧化；强韧化中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：1674-3261(2011)03-0163-05StudyonHydroxyapatiteMatrixCompositesReinforcedbySurfaceModifiedCarbo

3、nFibersMUBai-chun，ZHAOBin（MaterialsScience&EngineeringCollege,LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou121001,China）Keywords:hydroxyapatite;p-aminobenzoicacid;carbonfiber;oxidation;strengtheningandtougheningAbstract:Thehydroxyapatitematrixcompositesreinforcedbysurfacemod

4、ifiedcarbonfiberswerepreparedbyusingeitherthecarbonfibercoatedwithp-aminobenzoicacid,ortheonethatsurfaceoxidized.Theeffectsofdifferentcontentsinvariouscarbonfibersonfracturetoughnessandbendingstrengthofthecompositeswereinvestigated.Theresultsexpatiatethatthesurfaceoxi

5、dizedcarbonfiberscanmarkedlyimprovethepropertiesofthecomposites.Thefracturetoughnessandbendingstrengthofthecompositesare2and2.48timesofthatofthematrix,respectively.Particularly,thecarbonfibercoatedwithp-aminobenzoicacidimprovesthepropertiesofthecompositessignificantly

6、.Thefracturetoughnessandbendingstrengthofthecompositesare2.25and3timesashighasthatofthematrix,respectively.[2]羟基磷灰石[Ca10(PO4)6(OH)2]，简称HA或瓷人工齿和人工骨置换材料。然而，羟基磷灰石HAP，是在化学成分、组成和结构上酷似人体硬组在高温下极易分解，其烧结性能也因此非常差，导织(如骨、牙齿)的无机质，是一种具有良好的生物致陶瓷材料力学性能低下，断裂韧度(KIC)不超过1.01/2相容性、生物活性、生物

7、亲和性且无毒、无副作用MPa·m，强度较低，且在潮湿的环境中其韦伯模[3]的生物材料，其表面可与生理环境发生选择性的化量较低(n=5-12)，作为人工种植体其使用可靠性学反应，诱导和促进骨组织生长，能在界面上与骨较差，这大大限制了它在承载部位骨替换中的应[l]形成很强的化学性键合，被认为是最有前途的陶用。因此，如何改善并提高HAP陶瓷材料强度、收稿日期：2011-04-01基金项目：辽宁省自然科学基金（20062193）；辽宁省专利局资助项目作者简介：穆柏春(1955-)，男，辽宁锦州人，教授，博士。164辽宁工业大学学报(自然科

8、学版)第31卷韧性，是目前研究的热点课题之一，引起了众多学粒度400目）、上海化学试剂厂生产的对–氨基苯甲者的研究与关注[4~9]。酸（NH2C6H4COOH，化学纯）、天津市北辰方正试剂厂生产的四氢呋喃（C4H8O，分析纯）、吉林碳素1试验材料与