掃描電鏡觀察到的CF表面不是很光滑,
沿纖維軸方向存在著一些平行的溝槽,有時還會發(fā)現(xiàn)一些小的裂紋、凹坑等缺陷采用分辨率更高的掃描隧道顯微鏡觀察CF表面會發(fā)現(xiàn)CF表面呈現(xiàn)不均勻、不規(guī)則現(xiàn)象。在納米級圖像上可以看到CF表面存在很多凸起和凹坑。CF表面由結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)組成。Fitzer和Weiss在研究CF表面處理及與環(huán)氧樹脂粘接性能時描述了CF表面石墨晶格的活性點。結(jié)晶尺寸隨著碳化溫度的升高而增大。微晶尺寸越大,處于CF表面晶界和邊緣位置的碳原子數(shù)目越少,表面活性越低,復合材料的ILSS也越低。纖維經(jīng)過表面處理后,結(jié)晶組織會變小,活性點增多,表面活性增大。原絲和熱處理條件不同,得到的CF結(jié)構(gòu)是有區(qū)別的。熱處理溫度低,得到的CF表面比較粗糙隨著熱處理溫度升高,例如石墨化后的纖維,表面非常光滑,微晶尺寸較大,沿纖維軸向擇優(yōu)取向,活性點減少,這樣的纖維制得的復合材料界面粘接強度非常低,未表面處理的M40型碳纖維的環(huán)氧樹脂基復合材料的ILSS只有30MPa左右。因此石墨纖維更需要表面處理,經(jīng)過表面處理,其表面變得粗糙,溝槽加深加寬,同時表面晶體尺寸變小。
本文標簽: 碳纖維,表面微觀結(jié)構(gòu),掃描電鏡,纖維軸,掃描隧道