第2期 碳纤维连续阳极氧化处理及其机理的研究 43 纹扩展途径;形成较多的分层裂纹,且未处理的碳纤维其复合材料断裂时,纤维脱胶和拔出 较多因此扩展功较高,总冲击能相对较大。碳纤维经阳极氧化处理后,与树脂间的界面结合 力增大,当受冲击载荷作用时界面不易破坏,故开裂功较高。但当能量达到一定值后,复合材 料内部开始产生新的裂纹,它易沿裂纹峰方向扩展,而不沿界面扩展,导致复合材料呈脆性 破坏,所以,复合材料的扩展功较低,总冲击能也降低 四、结论 1.经阳极氧化处理后的碳纤维其复合材料的层间剪切强度有较大提高,最高可提高 70.3%,与等离子体处理效果相当,复合材料的层间剪切强度接近日本T-300水平 2.经阳极氧化处理的碳纤维其复合材料的抗拉强度略有提高,在一定实验范围内,碳 纤维表面氧化效果愈好,复合材料的抗拉强度就愈大 3,经阳极氧化处理的碳纤维其复合材料的抗冲击性能下降。 1.阳极氧化处理后,碳纤维表面含氧量明显增加,含氮量稍有增加,C-OH明显 增多 5.阳极氧化处理后的碳纤维表面沟槽明显加深,其复合材料断口处·纤维很少从树脂 中拔脱,纤维上粘有一定量的树脂,说明纤维与树脂间的粘结性得到改善。 THE STUDY ON CONTINOUSLY ANODIC OXIDATION OF CARBON FIBRES AND ITS MECHANISM Wang Yan Wei Y ue Zhen Li Y in ABSTRACT The apparatus designed and made by the author for continously anod ic oxidation is used in this paper NH, HSO. NaClO, NaOH, and HNO2 are used as electrolytes. The result is that the ILSS of the composites of carbon fibres treated with anodic oxidation is increased greatiy and that the tensile strength of its com posites is increased unobtrusively and that the impact strength of its composites is decreased. XPS is used to study the elemental kinds and quantity and the polar functionalgroups of the surface of carbon fiores. SEM is used to study the aspect of the surface of carbon fibres and the fracture of its com Key Words Carbon fibres o1994-2014ChinaAcademicjOurnalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net第 期 2 碳 纤维连 续 阳 极 氧化 处理 及其机 理的 研究 纹扩 展途 . 径 形 成 ; 较 多的分 层裂纹 , 且 未处理 的碳 纤维其 复合 材料 断 裂时 , 纤 维脱 胶和 拔 出 较 多 , 因此扩展功 较高 , 总冲击能相 对较大 。 碳纤维 经阳极 氧化处理 后 , 与树 脂间 的界面结 合 力增大 , 当受 冲击载荷作 用时 界面不易破 坏 , 故开 裂功较 高 。 但 当能量达到 一定值后 , 复合材 料内部开始产生 新的裂 纹 , 它 易沿裂 纹峰方 向扩 展 . 而不沿 界 面扩 展 , 导致 复 合材 料呈 脆性 破坏 . 所 以 , 复合材料 的扩展功 较低 , 总冲击能 也降低 。 四 、 结 论 经 阳极氧化处理 后的 碳纤维 其复 合材 料的 层间 剪切 强度有 较大 提高 , 最 高可提 高 70 . 3 % , 与等离子 体处理 效果相 当 , 复合材 料的 层间剪切 强度接近 日本 T 一 3 0 水 平 。 2 . 经 阳极氧 化处理 的碳纤维 其复 合材料 的抗 拉强度 略有提高 , 在 一 定实验 范围 内 , 碳 纤 维表面 氧化效果 愈好 , 复合材 料的抗 拉强度就 愈大 。 3 . 经 阳极 氧化处理 的碳纤 维其复 合材料 的抗 冲击性 能下 降 。 0 }} 4 . 阳极 氧 化处理后 , 碳纤维 表面 含氧量 明显 增加 , 含 氮量稍 有增 加 , 一{ !一o H 明显 增 多 。 5 , 阳极氧 化处理后 的碳纤维 表 面沟槽 明显 加深 , 其复合 材料断 口 处 , 纤维很少 从树脂 中拔脱 , 纤维上粘 有 一 定量的 树脂 , 说 明纤维 与树脂 间的粘结性 得到改 善 。 参 考 文 献 ( 略 ) T H E S T U D Y O N C O N T IN O U S L Y A N O D I C O X I D A T IO N O F C A R B O N F I B R E S A N D I T S M E C H A N I S M W a n g Y a n W e i Y u e Z h e n L i Y in A B S T R A C T 一 r h e a P P a r a t u s d e s ig n e d a n d m 奋l d e b y t h e a u t h o r f o r e o n t i n o u s l y a n o d i e o x id a t i o n 15 u s e d i n t h i s P a P e r . N H ; H S O ; 、 N a C 10 、 N a 0 H 、 a n d H N O Z a r e u s e d a s e l e c r r o l y t e s . T h e r e s u l t i s t h a t t h e I L S S o f t h e e o m P o s i t e s o f e a r b o n f ib r e s t r e a t e d w i t h a n o d i e o x id a t i o n 1 5 i n e r e a s e d g r e a t l y a n d t ! l a t t h e t e n s il e s t r e n g t h o f i t s e o m - P o s i t e s 15 i n ` 、 r e a s e d u n o b t r u s i v e l y a n d t h a t t h e im P a e t s t r e n g t h o f i t s e o m P o s i t e s 1 5 d e e r e a s e d · X P S 15 u s e d r o s t u d y t h e e l e m e n t a l k i n d s a n d q u a n t it y a n d t h e P o l a r f u n e t i o n a lg r o u P s o f t h e s u r af c e o f e a r b o n fi o r e s · S E M 1 5 t ls e d t o s t u d y t h e a s P e e t o f t h e s u r f a e e o f e a r b o n f ib r e s a n d t h e fr a e t u r e o f j t s e o m - P o s it e s · K e y W o r d s C a r b o n f ib r e s