【摘 要】
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国内进一步明确了新一代高强高模碳纤维的概念,为了保证碳纤维复合材料的抗压性能,探讨碳纤维的结构与压缩性能的相关性有着重要的意义。本论文以此为目标,比较了这五种不同
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国内进一步明确了新一代高强高模碳纤维的概念,为了保证碳纤维复合材料的抗压性能,探讨碳纤维的结构与压缩性能的相关性有着重要的意义。本论文以此为目标,比较了这五种不同碳纤维微观形貌、表面化学结构、晶体结构和界面性能的差异,通过拉伸回弹法测定碳纤维纵向压缩强度,设计了丝束压缩测试工装和试样制备模具,分析了不同碳纤维微观形貌、化学结构、晶体结构和界面性能的差异对纵向压缩性能的影响。研究结果表明:1)碳纤维表面规则度和椭圆度越接近于1,碳纤维的压缩强度越大。2)碳纤维半峰宽与碳纤维压缩强度成反比,R值对压缩强度的影响还不明确。3)碳纤维压缩强度与晶面间距d002成反比,与微晶尺寸La、择优取向度成正比。4)孔隙率对压缩强度的影响还不明确。孔隙率较小时,孔洞缺陷对拉伸强度的影响更大,压拉比增加;孔隙率较大时孔洞缺陷对压缩强度的影响大,压拉比减小。5)单丝压缩强度受碳纤维表面能的影响是很有限的,在一定范围内,碳纤维表面物理结构(表面沟槽、孔隙等)对表面能的非极性分量有着很大的影响。
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