蚕丝包覆对碳纤维束及其复合材料电热性能的影响

摘要

为了进一步提高碳纤维及其复合材料的电热性能,文章采用空心锭子纺丝法制备一系列蚕丝包覆碳纤维复合丝,并采用真空模塑方法制备蚕丝包覆碳纤维复合丝/环氧树脂复合材料。通过场发射扫描电子显微镜(SEM)观察蚕丝包覆碳纤维复合丝的形貌,通过直流稳压电源和红外热成像仪探讨碳纤维束和包覆纱及其复合材料的电热性能。结果表明:蚕丝包覆碳纤维复合丝的电阻随蚕丝包缠度的增加而降低,当包缠度达到最大(包覆度100%)时,包覆纱的电阻降低了5.54%,其复合材料电阻降低了10.4%;当外加电压为2.2 V时,包缠度最大的包覆纱温度为52.2℃,相比于未包覆的碳纤维束的43.8℃增加了19.2%,同样的电压下,包缠度最大的包覆纱复合材料温度为123.47℃,比碳纤维复合材料温度(114.85℃)增加了7.5%。显示了蚕丝包覆对碳纤维及其复合材料的电热性能有显著的提升作用。