T700级炭纤维表面特性及其对复合材料界面性能的影响

摘要

以不同厂家生产的3种T700级炭纤维T700SC、UT500和CFT700为研究对象,采用SEM、AFM对纤维的表面形貌和粗糙度进行表征,通过表面/界面张力仪对炭纤维的表面能和浸润性能进行分析,然后对炭纤维/环氧618复合材料的层间剪切强度和断面形貌进行分析,以探讨炭纤维表面特性和浸润性能与复合材料界面性能的关联.结果表明,T700SC纤维表面光滑,粗糙度较小,UT500和CFT700纤维呈现表面沟槽状态,粗糙度较大.与T700SC纤维相比,UT500和CFT700纤维表面能更高,与环氧树脂具有更好的浸润性能.ILSS测试和断面分析结果表明,T700SC纤维复合材料ILSS为67.34MPa,界面结合较差;UT500和CFT700复合材料ILSS分别为79.54MPa和85.69 MPa,界面结合较好.炭纤维浸润性能与复合材料的宏观ILSS性能具有较好的一致性.