Improved mechanical properties of carbon fiber-reinforced epoxy composites by growing carbon black on carbon fiber surface

材料科学 复合材料 极限抗拉强度 扫描电子显微镜 环氧树脂 润湿 炭黑 纤维 表面粗糙度 拉曼光谱 复合数 抗剪强度(土壤) 天然橡胶 土壤水分 土壤科学 物理 光学 环境科学
作者
Jidong Dong,Chuyuan Jia,Mingqiang Wang,Xiaojiao Fang,Huawei Wei,Huaquan Xie,Tong Zhang,Jinmei He,Zaixing Jiang,Yudong Huang
出处
期刊:Composites Science and Technology [Elsevier BV]
卷期号:149: 75-80 被引量:120
标识
DOI:10.1016/j.compscitech.2017.06.002
摘要

The interfacial properties between carbon fiber (CF) and matrix play a key role in the mechanical properties of carbon fiber composites. To improve the mechanical properties of fibers/epoxy composites without sacrificing tensile strength of base fibers, carbon black (CB) was introduced onto the surface of CFs by chemical vapour deposition (CVD). The distribution of CBs on the fiber surface and the change of the surface roughness were analyzed, using scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscope (AFM). Raman spectroscopy indicated that the defects of CF surface were repaired by CB. The wettability and surface energy of modified CFs increased obviously in comparison with those of the untreated CFs. Meanwhile, a significant increase of interlaminar shear strength (ILSS), interface shear strength tests (IFSS) and impact property were achieved in the 5-min-modified CFs, which was 22.0, 44.4 and 22.7%, respectively. In addition, the tensile strength (TS) of modified CFs showed a slight increase compared with that of untreated CFs.
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