[00124909]“木人桩”结构短碳纤维复合增强体制备研究

高性能碳纤维复合材料具有无可比拟的优越性能,在军事及民用工业领域得到越来越广泛的应用。短碳纤维增强复合材料由于成本低廉以及良好的加工成型性,在实际生产中得到广泛使用。但碳纤维表面能低,与基体材料的界面结合性差,并且端部容易引起应力集中,诱发基体裂纹的产生,因而,与连续纤维增强的复合材料相比,短碳纤维增强复合材料的强度和韧性都较低,在一定程度上限制了其应用。鉴于已有的纤维表面改性方法无法同时满足工艺简单和界面增强效果显著的实用性目标,本项目提出以短碳纤维为原料,结合空气氧化和电沉积技术制备一种新型“木人桩”结构短碳纤维复合增强体,工艺简单,成本低廉。目前,这种纤维形态的设计思想未见过类似的报道,采用短碳纤维电沉积方法制备此类增强体的研究更是一片空白。作为一项开创性的研究,“木人桩”结构短碳纤维复合增强体的制备及其形成机制研究可极大程度的提高纤维形状的设计能力和微观尺寸的控制能力,为复合材料界面设计提供更为广阔的研究思路以及更加多样的实验素材。 本项目具有较高的实用价值,设计的工艺方法简便、操作容易,可广泛应用于工业生产。开展深入的研究不仅可以获得新型复合材料增强体,同时也可以扩展和加深对金属晶体在纤维表面的形核和生长行为等科学问题的探讨,促进纤维形态设计等相关领域的发展。本课题涉及到金属学、电化学和材料科学等多项学科技术领域,具有一定的交叉性、创新性和挑战性。 项目组的研究成果已在相关领域发表SCI论文7篇。