碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：V.碳纤维表面…

利用等离子处理方法，在碳纤维表面引入羟基，由氧化还原反应引发丙烯酸、丙烯酰胺等单体的聚合，可产生厚达３００ｎｍ的接枝层。通过ＦＴ－ＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ以及力学性能的研究发现，碳纤维接枝后与等离子处理情况相反，强度及延伸率有明显增加，而模量却下降。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅱ．低温等离子处理对碳纤维表面浸润特性的影响

采用毛吸浸润法，研究了氧等离子及氩等离子处理对聚丙烯腈基碳纤维表面浸润特性的影响。发现了等离子处理可以使碳纤维表面对水的浸润性能大为改善，氧等离子处理效果更为明显。对在碳纤维表面预涂不饱和酸酐，经等离子处理可产生接枝的现象进行了验证，并发现接枝马来酸酐后浸润性能反而比原纤维有所下降。经等离子处理的纤维随其接触空气时间的延续，表面浸润性能不断退化，纤维对水的接触角呈曲折形式逐步增加。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅳ．等离子处理对于碳纤维表面官能团的影响

利用二苯基苦基肼分析法发现，等离子处理后碳纤维表面上将产生２～６个／ｎｍ￣２游离基．它们会在３０ｈ内转化成其它基团，再复转为酚羟基后慢慢消失．等离子处理的作用－方面可导致游离基或介稳基团的产生，另一方面又不断消除它们．提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成，但超过一定限度后反会适得其反．利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时，产生接枝聚合分子链．     

碳纤维表面处理及共复合材料界面优化的研究：II.低温等离…

采用毛吸浸润性，研究了氧等离子及氩等离子处理对聚丙烯腈基碳纤维表面浸润特性的影响。发现了等离子处理可以使碳纤维表面对水的浸润性能大为改善，氧等离子处理效果更为明显。对在碳纤维表面预涂不饱和酸酐，经等离子处理可产生接枝的现象进行了验证，并发现接枝马来酸酐后浸润性能反而比原纤维有所下降。经等离子处理的纤维随其接触空气时间的延续，表面浸润性能不断退化，纤维对水的接触角呈曲折形式逐步增加。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅶ．碳纤维单丝受力状态下的界面结合状态

研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基体中拉伸时的现象及界面剪切强度．拉伸时发现，氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象，未处理纤维没有明显的光弹现象，而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线．由拉伸后纤维的平均断裂长度得知，氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度，因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝．接枝纤维的界面结合强度，在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度，但并不产生垂直于轴向的裂缝，表现出优化界面的特征．     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：Ⅶ.碳纤维单…

研究了不同处理的碳纤维单丝在环氧树脂基栖中拉伸时的现象及界面剪切强度。拉伸时发现，氧等离子处理纤维的界面附近会出现明显的光弹现象，未处理纤维没有明显的单弹现象，而接枝纤维只在界面上有较弱的光弹线。由拉伸一纤维的平均断裂长度得知，氧等离子处理碳纤维界面结合强度已超过了基体树脂的自身强度，因而产生许多垂直于纤维轴向的裂缝。接枝纤维的界面结合强度，在拉伸时虽然也超过了基体树脂的自身强度，但并不产生垂直于     

碳纤维表面处理及共复合材料界面优化的研究：Ⅳ.等离子处理…

利用二苯基苦基肼分析法发现，等离子处理后碳纤维表面上将产生２～６个／ｎｍ＾２游离基。它们会在３０ｈ内转化成其它基团，再复转为酚羟基后慢慢消失。等离子处理的作用一方面可导致游离基或介稳基团的产生，另一方面又不断消除它们。提高处理功率或延长处理时间在一定程度上有利于基团的形成，但超过一定的限度后反会适得其反。利用等离子处理产生的游离基可使碳纤维在参与乙烯基单体聚合时，产生接枝聚合分子链。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅰ．低温等离子处理对碳纤维表面的作用

通过碳纤维表面的扫描电镜观察与复丝力学性能测定，发现等离子处理对纤维的模量几乎没有影响，而强度随着处理功率的增加和时间的延长稍有下降，在外观上仅表现为纤维表面纵向沟槽的加深。氩气等离子比氧化性空气等离子的损伤小。通过碳纤维表面的Ｘ射线光电子能谱分析，结合喇曼光谱的研究，还发现等离子处理的有效深度达到１５ｍｍ左右。其作用是蚀刻去碳纤维表面脂肪链结构，产生石墨等晶体结构富集的高能表面。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究：VI.碳纤维复…

通过扭转力学、层间剪切强度（ＩＬＳＳ）、微量冲击、ＳＥＭ等研究发现，未处理碳纤维复合材料的界面结合强度已经弱到不能有效传递载荷的地步，而１００ｎｍ厚接技碳纤维复合材料却具有优良的整体性和ＩＬＳＳ，在冲击过程中有足够的弹性承载能力和一定的纤维拔出与界面脱粘可能，从而有较高的抗冲击性能。氧等离子处理纤维复合材料的界面结合过强，冲击时几乎没有纤维拔出和滑移，也就没有很高的抗冲击能力和ＩＵＬＳＳ。     

碳纤维表面处理及其复合材料界面优化的研究Ⅵ．碳纤维复合材料的界面结合

通过扭转动态力学、层间剪切强度（ＩＬＳＳ）、微量冲击、ＳＥＭ等研究发现，未处理碳纤维复合材料的界面结合强度已经弱到不能有效传递载荷的地步，而１００ｎｍ厚接技碳纤维复合材料却具有优良的整体性和ＩＬＳＳ，在冲击过程中有足够的弹性承载能力和一定的纤维拔出与界面脱粘可能，从而有较高的抗冲击性能。氧等离子处理纤维复合材料的界面结合过强，冲击时几乎没有纤维拔出和滑移，也就没有很高的杭冲击能力和ＩＬＳＳ。     

碳纤维表面镀铜的研究

目的 研究碳纤维表面均匀镀铜的方法,解决镀铜进碳纤维与镀铜溶液的浸润性及碳纤维束的黑心问题。方法 对碳纤维进行适当的表面处理,然后将化学镀和电镀结合使用在其表面镀铜,最后用扫描电镜（ＳＥＭ）检验镀铜效果。结果 较好地解决了碳纤维与镀铜溶液的浸润性及碳纤维束的黑心问题。结论 对碳纤维先进行化学镀再电镀,既可提高碳纤维与铜度层的结合力,又可获得较厚的镀层。     

碳纤维表面电沉积Ni-B合金工艺的研究

研究了碳纤维表面电沉积Ni-B合金工艺,结果表明碳纤维的预处理、镀液组分以及电解参数对沉积速度及镀层质量有明显的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对镀层的微观形貌、结构及组分进行了分析,表明在确定的电镀条件下可获得镀层中硼的质量分数为0.8%~4%的Ni-B微晶镀层,镀层细致、均匀、致密、结合力好.     

冷等离子体接枝碳纤维表面的研究

对碳纤维（ＣＦ）表面进行冷等离子体处理是改变碳纤维表面的有效方法。本文采用Ｘ－光电子能谱（ＸＰＳ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对碳纤维表面的组成变化、表面特征基因变化、表面形态变化进行了分析研究，并探讨了碳纤维表面性质与ＣＦ／ＰＭＲ－１５复合材料力学性能的关系。     

连续碳纤维表面金属化

以硫酸铜为主盐,以甲醛为还原剂,研究了连续碳纤维表面化学镀铜的工艺过程,包括pH值、络合剂质量浓度、添加剂质量浓度和还原剂体积分数对化学镀的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)检测了化学镀镀层的表面形貌、成分,利用溶解法测定了镀层厚度.结果表明,碳纤维镀前预处理非常重要,不仅能够防止“黑心”现象的出现,而且在碳纤维表面形成以Ag为中心的活性吸附区;在实验所得到的连续碳纤维镀铜工艺参数基础上进行碳纤维表面镀铜,镀层均匀,机械性能好,不易剥落,而且镀液稳定.     

短碳纤维表面镀铜的研究

为改善碳纤维与铝合金的浸润性,通过对碳纤维短切、灼烧、粗化、中和、敏化、活化等预处理工序,获得了表面粗糙度增大的碳纤维,然后经过化学镀铜得到了镀层均匀的镀铜碳纤维。采用X射线衍射仪,扫描电镜表征了镀层的物相组成及微观形貌。试验结果表明:镀液在电动搅拌方式下,主盐CuSO4·5H2O含量为15g/L,且添加亚铁氰化钾和二联吡啶时,镀铜层均匀地包覆在碳纤维表面,且镀铜层表面光滑、色泽鲜亮,与碳纤维结合良好。X射线衍射分析表明:镀铜层结晶良好,是由不同取向Cu晶粒组成的多晶Cu镀层,电镜观察铜层厚度约1μm。     

碳纤维表面官能团均一化及其表面能

天空硼氢化钠（NaBH4)、四氢铝锂（LiAlh4)对氧化后碳纤维表面官司能团的还原作用,借助X光光电子能谱、表面能测试,研究氧化、还原后碳纤维表面官能团含量的变化,以及其与表面能的关系,结果表明,四氢铝锂还原有利于获得表面官能团较均一的碳纤维,且不影响碳纤维表面能。碳纤维的表面能与其表面含氧官能团有关系,但并不与具体哪种官能团有明显直接关系。