碳纤维特性对C/C复合材料界面性能的影响
白侠12唐辉1.2肖春12李冬娟12
（1西安航天复合材料研究所，西安710025）
(2高性能碳纤维制造及应用国家地方联合工程研究中心，西安710089)
文摘分别采用扫描电镜、比表面积与孔体积分析仪等手段对日丝（RS-C,)和美丝（MS-C,）两种碳纤维进行表面状态表征分析，通过纤维顶出试验、冲剪强度和弯曲强度对两种纤维制备的C/C复合材料界面性能进行了微观和宏观测试，研究了不同表观结构纤维对C/C复合材料界面性能的影响。纤维表面形貌观察结果表明：圆形RS-C,表面沟槽比腰果形MS-C,明显，但沟槽数量少于MS-Cr，而MS-C,的比表面积、孔体积和孔径均大于RS-Cr。RS-C/C、MS-C/C复合材料界面强度分别为2.98和3.80MPa;RS-C/C复合材料的弯曲和冲剪强度分别为55.9和32.0MPa，低于MS-C/C复合材料的65.0和35.2MPa，微观和宏观力学性能均表明MS-C/C复合材料的界面强度高于RS-C/C复合材料。
关键词RS-Cr,MS-Cr,C/C复合材料，界面强度，弯曲强度,冲剪强度
中图分类号：TB3
D0I:10.3969/j.issn.10072330.2014.03.012
EffectofC,CharacteristicsonInterfacePropertiesofC/CComposite
BAI Xia',2
TANG Hui-2
XIAO Chun*2
LI Dongjuan'-2
(1 Xi'an Aerospace Composites Research Institute, Xi'an 710025)
(2National and Local Union Engineering Research Center of High-Performance Carbon Fiber
Manufacture and Application, Xi'an 710089)
AbstractThe surface characteristics of RS and MS carbon fibers were analyzed by using the scanning electron microscopy,specific surface area and pore volume test equipment. The interface properties of C/C composite were tested by carbon push down method, bend strength and impact shear strength. The results show that the section of RS C, is circular and MSC, is kidney. The surface groove of RSC, fiber is clear, but obviously less than MSCr- The Special surface area and pore volume of MS-C, are more than RS-C,. The interface strength of MS-C/C composite is higher than that of RSC/C composite,because the interface strength, bend strength and impact shear strength of MS C/C composite are 3. 80 MPa,65. 0 MPa and 35.2 MPa respectively,being higher than RSC/C composite' 2. 98 MPa, 55.9 MPa and 32.0 MPa.
Key words RSC,, MSC,, C/C composite, Interface strength, Bend strength,Impact shear
0引言
C/C复合材料界面是其应力和其他信息传递的"桥梁”，复合材料受载时，通过界面传递载荷，可以使碳纤维与基体碳形成一个有效发挥综合性能的整体(1-2)。
影响碳纤维/基体碳界面结合强度的因素很多包括碳纤维的表面状况、基体碳的结构及成型工艺条件等。由于C/C复合材料成型工艺具有多样性及材料内部结构的复杂性，目前，国内外学者在碳纤维表
面状态对C/C复合材料界面影响方面的研究较少。本文通过对两种不同表面状态碳纤维进行微观形貌分析，结合C/C复合材料微观界面强度和宏观力学性能测试结果，探讨了碳纤维表观特性对C/C复合
材料界面性能的影响。 1实验
1.1原材料
日丝(RS-C,）和美丝(MS-C,)性能见表1。
修回日期：2014-04-15
作者简介：白侠，1980年出生，高级工程师，主要从事C/C复合材料的研究工作，E-mail；bx836@163.com
48 万方数据
宇航材料工艺http：//www.yhclgy.com2014年第3期