碳纤维GO增强体的制备及其环氧复合材料界面性能的研究.docx

碳纤维GO增强体的制备及其环氧复合材料界面性能的研究
碳纤维GO增强体的制备及其环氧复合材料界面性能的研究
摘要：
近年来，碳纤维增强复合材料因其重量轻、强度高、刚度大等优点，在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到了广泛的应用。然而，碳纤维复合材料在应力传递和界面强度方面存在一定的局限性，这限制了其在更高应力环境下的应用。本研究以碳纤维和氧化石墨烯（GO）为主要原料，通过化学还原法和层层堆叠技术制备了碳纤维GO增强体，并进一步研究了其在环氧复合材料中的界面性能。
首先，采用化学还原法将氧化石墨烯还原为氧化石墨烯减少石墨烯的层数，并利用超声处理将其均匀分散到溶液中。然后，将碳纤维和还原后的氧化石墨烯混合搅拌，制备了碳纤维GO增强体。通过SEM和TEM观察发现，GO成功地涂覆在碳纤维表面，并且以层状结构存在。XRD和Raman分析表明，还原后的氧化石墨烯具有较高的结晶度和层数的减少。然后，将制备的碳纤维GO增强体与环氧树脂进行混合并制备复合材料。
接下来，通过界面剪切测试和界面剥离测试研究了碳纤维GO增强体对环氧复合材料界面性能的影响。结果发现，碳纤维GO增强体可以显著提高复合材料的界面剪切强度和界面剥离强度。这是因为碳纤维表面涂覆的层状石墨烯能够增加碳纤维与环氧树脂之间的界面附着力和相互作用。此外，由于石墨烯的高导电性，碳纤维GO增强体还具有较好的导电性能。
最后，通过热重分析研究了复合材料的热性能。结果表明，碳纤维GO增强体对复合材料的热稳定性和热分解温度有一定的提高。这是因为石墨烯的加入可以形成热稳定的层状结构并阻止热的传导。
综上所述，本研究成功制备了碳纤维GO增强体，并研究了其在环氧复合材料中的界面性能。结果表明，碳纤维GO增强体可以显著改善复合材料的界面性能，提高其力学性能和热性能。因此，碳纤维GO增强体有望应用于更高应力环境下的复合材料中。
关键词：碳纤维，氧化石墨烯，界面性能，复合材料，热性能