编号：NMJS00642

篇名：碳纤维复合材料界面结构的形貌与尺寸的表征

作者： 易楠; 顾轶卓; 李敏; 张佐光;

关键词： 树脂基复合材料; 碳纤维; 界面; 纳米力学测试; 动态模量成像;

机构： 北京航空航天大学材料科学与工程学院航空材料与服役教育部重点实验室;

摘要： 为了准确测定碳纤维增强树脂基复合材料界面结构的形貌和尺寸,本文中介绍了一种原位纳米力学动态模量成像技术,并采用该方法对碳纤维增强热固性树脂基复合材料进行了测试,对该技术在界面结构测试上的参数设置、数据处理方法以及适用性等方面进行了分析。研究表明,该方法的横向分辨率可以达到纳米尺度,适于测量界面尺寸在纳米级别的碳纤维复合材料界面形貌与尺寸。对于碳纤维/环氧树脂和碳纤维/双马树脂体系,界面区的储能模量呈梯度变化,根据储能模量成像图的统计分析可得到界面的形貌和厚度。所得界面平均厚度在100 nm左右,横截面上界面形貌呈不均匀的河流状,并与碳纤维表面形貌相似。

原文： 界面是树脂基复合材料的重要组成部分,对复合材料的力学性能和耐环境性能等有很大影响。通常认为界面是树脂与增强体之间有一定厚度的区域,其物理和化学特性与本体材料不同,其微观形貌和尺寸对复合材料力学性能有着重要影响[1-5],如界面尺寸增大有利于改善复合材料的冲击韧性,