碳纤维增强水泥基复合材料的电磁屏蔽性能

利用弓形法测试了碳纤维质量掺量分别为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%时,碳纤维增强水泥基复合材料(CFRC)在低频段4~8 GHz和高频段8~18 GHz对电磁波的反射率,讨论了碳纤维质量掺量变化对反射率的影响。结果发现,碳纤维质量掺量相同、低频段时,反射率小于-10 dB,复合材料对电磁波表现出吸收性;高频段时,反射率大于-10 dB,复合材料对电磁波表现出反射性。低频段、碳纤维质量掺量为0.6%时出现最小反射率-15.1 dB;高频段、碳纤维质量掺量为0.4%时,出现最小反射率-19.4 dB。     

酸化石墨烯改性环氧树脂及其碳纤维复合材料力学性能研究

针对石墨烯在复合材料增强增韧上的应用,对石墨烯进行了酸化处理,采用超声分散方法制备酸化石墨烯/环氧树脂(EP)浇注体,并在此基础上制备了酸化石墨烯/碳纤维(CF)/环氧树脂(EP)复合材料。分别利用红外光谱和透射电镜表征了酸化石墨烯表面结构和微观形貌,利用拉伸、弯曲、冲击等机械测试手段评价了酸化石墨烯改性EP和CF-EP的力学性能,并利用扫描电镜对复合材料拉伸断面形貌进行观察。试验结果表明:石墨烯酸化处理后,成功在表面引入了羟基、羧基等极性基团;酸化石墨烯可对EP和CF/EP进行有效增强增韧,当其添加量为0.2wt%时,EP拉伸强度和冲击强度分别提高了23.3%和109.8%,CF/EP拉伸强度、弯曲强度分别提高了6.0%和10.6%,当酸化石墨烯添加量为0.5wt%时,CF/EP复合材料层间剪切强度提高了7.4%。微观形貌分析表明,酸化石墨烯对CF/EP增强改性主要是通过对EP进行增强增韧,同时提高CF和EP之间的界面性能来实现的。     

羰基铁粉-碳纤维水泥基复合材料的吸波性能

采用海军研究实验室反射率测试系统,研究了单掺碳纤维和复掺羰基铁粉碳纤维水泥基复合材料在2～18GHz频率段的吸波性能.利用扫描电镜和X射线衍射仪分析了复合材料微观结构和组成成分的变化.结果表明:单掺碳纤维时,在2～8GHz低频率段,反射率随碳纤维掺量增加逐渐增强;在8～18 GHz高频率段,随碳纤维掺量增加.复合材料吸...     

短切碳纤维复合材料对8mm波吸收性能研究

本文研究了不同长度和含量的短切碳纤维复合材料在8 mm波段(26.5~40 GHz)的吸收性能。结果表明,长度为3mm,含量为0.2%的短切碳纤维复合材料在该波段反射率均在-10 dB以下,具有优良的毫米波吸收特性;并探讨了短切碳纤维吸收毫米波的原因。     

等离子改性碳纤维对固井水泥界面的影响

为了改善纤维与水泥之间的界面粘接效果,采用低温等离子处理对碳纤维表面进行改性,将改性后掺量为0.2%(质量分数)的碳纤维加入到水泥基体中,通过抗折性能测试、渗透性实验和微观形貌观察,研究碳纤维对水泥基体性能影响和纤维与水泥基体粘接情况。结果表明:经等离子处理60 s后,碳纤维氮吸附能力显著增强,氮吸附值达到50 m~2/kg。红外光谱羰基吸收峰显著增强,表明碳纤维表面形成了羰基。X射线光电子能谱分析也证实了碳纤维表面羰基的存在。三轴测试表明改性后水泥石韧性提高。孔径测试显示掺入等离子改性碳纤维后水泥石内部孔径变小,结构密实。SEM观察发现等离子改性后,碳纤维与水泥基界面粘接作用加强。     

掺铁氧体和SiC纤维水泥基复合材料的吸波性能

用溶胶凝胶法制备了W型Ba(Zn1-χCoχ)2Fe16O27六方铁氧体,并以铁氧体和短切SiC纤维与水泥复合,制备了水泥基复合材料.测量了该材料的电磁参数,并计算了该材料对电磁波的反射率.结果表明:χ为0.8时,W型Ba(Zn1-χCoχ)2Fe16O27六方铁氧体的吸波性能最好,该铁氧体的掺量(质量分数)为35%和短切SiC纤维掺量(质量分数)为0.2%时,水泥基复合材料在12～18GHz范围内具有最大反射率-13.5dB,有效带宽达到4.7GHz.     

粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔复合材料界面性能的影响

采用二氧化碳超临界(scCO2)处理碳纤维(CF)表面的方法,研究了粗糙度对碳纤维/聚芳基乙炔(PAA)树脂复合材料界面性能的影响.处理前后的碳纤维通过XPS,AFM和表面能测量进行了表征.CF/PAA复合材料的界面力学性能通过层间剪切强度测试(ILSS)与断口形貌分析进行了评价.结果表明,scCO2处理前后碳纤维表面的化学组成基本上没有变化.随着碳纤维表面粗糙度的增加,CF/PAA复合材料的界面力学性能先增加后减小.其中粗糙度范围为30～45 nm的样品有最高的ILSS值,43.36MPa,比未处理的样品提高了44%.对复合材料的ILSS提高起主要作用的因素是碳纤维与PAA树脂的界面齿合作用.而齿合作用程度的不同主要是由于不同粗糙度而引起的碳纤维表面物理状态的不同.     

建筑用碳纤维复合材料的增强改性与性能研究

采用挤出注塑工艺制备了碳纤维复合材料,研究了氧化石墨烯（GO）含量和短切碳纤维（SCF）增强对碳纤维复合材料表面形貌、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,不同含量氧化石墨烯处理的SCF试样表面可见断续分布、均匀分布和局部富集的氧化石墨烯。氧化石墨烯在SCF外包裹有助于抑制聚丙烯树脂结晶并提升导热性;随着GO含量升高,GO-SCF/PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度先增大后减小,在GO含量为0.5%时取得最大值;PP、GO0.5-PP和GO1-PP的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度相差不大,而GO0.5-SCF/GO0.5-PP复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度要高于GO-SCF/PP复合材料,且具有最佳的综合力学性能。     

柔性受压电铸制备连续碳纤维增强镍基复合材料

采用柔性受压电铸技术在室温下制备了连续碳纤维增强镍基复合材料,阐述了制备的工艺过程。研究了所得复合材料的表面形貌、断口形貌、结晶取向以及抗拉强度。结果表明:柔性受压技术的辅助作用改变了镍的沉积过程,细化了镍晶粒,提高了碳纤维与镍基的结合性能,显著提升了复合材料的抗拉强度。当碳纤维的体积分数为35%时,连续碳纤维增强镍基复合材料的抗拉强度高达1 250 MPa。     

螺旋纳米碳纤维及聚乙烯醇复合材料的制备与性能表征

以镍为催化剂,采用化学气相沉积法制备螺旋纳米碳纤维,并通过浓硝酸氧化法对螺旋纳米碳纤维进行处理,在加热条件下,制备了螺旋纳米碳纤维/聚乙烯醇复合材料. 实验考察了螺旋纳米碳纤维含量对复合材料力学性能的影响,当螺旋纳米碳纤维添加量为0.4%(w)时,复合材料的拉伸性能提高32%. 通过扫描电镜对复合材料的拉伸断口进行分析,螺旋纳米碳纤维均匀地分散在基体中,有效增强了复合材料的抗拉性能.     

炭纤维增强热塑性工程塑料的研制

研究炭纤维在尼龙、聚甲醛两种工程塑料中的含量对复合材料抗拉强度、冲击强度及耐磨性的影响，并利用扫描电子显微镜观察复合材料的界面结构。结果表明，在CF／PA1010复合材料中，当炭纤维含量达到30％时，抗拉强度达到127．6MPa，耐磨性显著提高。     

炭纤维表面处理对CF／PMR—15复合材料力学性能的影响

研究了炭纤维表面不同处理方法对复合材料力学性能的影响,采用等离子体和等离子体接枝技术对炭纤维表面进行处理后,CF／PMR－15复合材料的界面剪切强度与层间剪切强度均有所提高,随着界面状态的改善,界面剪切强度提高的幅度比层间剪切强度提高的大,本文为指导炭纤维的表面处理,评价处理效果,进一步预报复合材料的宏观性能打下了基础。     

C型炭纤维阳极氧化处理及其增强ABS复合材料的研究

以NH4NO3为电解质,对C型通用级沥青基炭纤维在不同条件下进行阳极氧化表面处理,并通过SEM、力学性能测试等方法考察了纤维及其复合材料的性能,发现经氧化处理后,炭纤维表面粗糙度和含氧官能团如C-O、C=O、COOH等数目明显增大,CF/ABS复合材料的界面粘结性得到有效地改善;复合材料的拉伸强度、弯曲强度及模量有所提高,断裂形式由纤维拔出转变为纤维断裂。     

短切CF增强TPEE热塑性复合材料的注射成型及力学性能研究

以热塑性聚酯弹性体(TPEE)为基体材料,8 mm短切碳纤维(CF)为增强材料,制备CF/TPEE复合材料。材料通过双螺杆挤出系统混合塑化、挤出造粒后,再经过注塑成型制备成标准拉伸试样,通过力学性能测试及微观结构观察,系统研究了碳纤维含量和等离子表面处理对CF/TPEE复合材料拉伸性能的影响。结果表明,当碳纤维含量为20%时,CF/TPEE复合材料的拉伸强度最大,为39.08 MPa;相比于纯TPEE,其拉伸强度提高了217%;经过等离子表面处理后,拉伸强度进一步提高了5%。结合拉伸后断面的SEM图发现,注塑试样表层碳纤维取向度高,而近中区和中心层取向度相对较低,这是注射CF/TPEE复合材料拉伸性能提高效应不明显的主要原因。     

CF／GF混杂增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的拉伸性能

ＣＦ／ＧＦ混杂增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料采用单丝铺层工艺压制成型。复合材料中聚甲基丙烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）基体体积含量为５０％时，理论计算和力学实验结果表明其拉伸强度和拉伸模量符合“混合律”，ＣＦ与ＧＦ体积含量各为５０％时，其拉伸强度出现最低值。     

电化学氧化处理对碳纤维及EP复合材料性能的影响

利用电化学氧化法对碳纤维（CF）进行表面改性处理,并将改性CF用于改性环氧树脂（EP）,研究了CF处理前后纤维复丝拉伸强度和EP／CF复合材料的力学性能。结果表明,氧化处理改善了CF与基体的粘结性;经电化学氧化处理后CF的表面羟基含量提高39．96％,羧基／酯基含量提高141．06％,活性碳原子数增加34．28％;随着氧化电流密度的增加,CF复丝的拉伸强度和复合材料的层间剪切强度均呈现先增大后减小的变化趋势,当电流密度为0．2A／m^2时,复合材料的层间剪切强度提高31．70％。     

线形低密度聚乙烯/碳纤维复合材料的热导率

用模压方式制备了线形低密度聚乙烯(PE-LLD)/CF(CF)复合材料,研究了CF表面偶联剂处理、分散方式及含量对复合材料热导率的影响。结果表明,用偶联剂处理过的CF填充PE-LLD复合材料热导率提高。用超声分散法制备的试样热导率优于球磨混合法和熔融混炼法制备的试样。随着CF含量的增加,PE-LLD/CF复合材料热导率提高,同时保持了良好的力学性能。当CF含量为10 %（质量分数,下同）时,用超声分散法制备的复合材料热导率达1.4 W/(m·K),是纯PE-LLD的6倍多。