激光對(duì)碳纖維及環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料性能影響

采用高能激光束對(duì)PAN基碳纖維進(jìn)行表面改性。

利用SEM、EDS、FTIR、XRD、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等表征手段，對(duì)改性前后碳纖維微觀形態(tài)、成分變化、物相結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能進(jìn)行表征，系統(tǒng)地研究了激光束對(duì)碳纖維微觀組織變化、性能變化等的影響規(guī)律，探索激光束對(duì)碳纖維的作用機(jī)制。

結(jié)果表明，碳纖維經(jīng)激光表面改性后，其表面的粗糙度和比表面積增加，碳纖維的浸潤(rùn)性得到提升，且功率越高、掃描速度越低，碳纖維浸潤(rùn)性越好。改性后的碳纖維化學(xué)成分種類、微觀結(jié)構(gòu)以及官能團(tuán)種類沒(méi)有改變；改性后的碳纖維官能團(tuán)種類也沒(méi)有改變，說(shuō)明激光改性過(guò)程主要以物理過(guò)程為主；激光改性沒(méi)有改變碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)，改性后微晶尺寸略有減小，有利于改善碳纖維與環(huán)氧樹(shù)脂的界面黏結(jié)性能。

激光表面改性碳纖維/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度都有不同程度的提高，當(dāng)碳纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2wt%，激光改性功率為150W時(shí)，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度提高了59%，沖擊強(qiáng)度提高了52%。