碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料（CF/EP復(fù)合材料）因其具有高的比強(qiáng)度和比模量,在航空航天、軍事和民用等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。碳纖維（CF）為類石墨結(jié)構(gòu),表面光滑,幾乎沒有任何官能團(tuán),不利于環(huán)氧樹脂（EP）與CF間的界面結(jié)合�；诖�,本論文通過原子層沉積技術(shù)（ALD）在CF表面沉積Zn O對其進(jìn)行改性處理,改善CF與樹脂基體間的潤濕性,提升CF與EP基體界面結(jié)合強(qiáng)度,從而增強(qiáng)Zn O改性CF/EP復(fù)合材料的層間剪切性能,并探究高能電子輻照對Zn O改性CF/EP復(fù)合材料的損傷效應(yīng)及機(jī)制。采用ALD技術(shù)在CF表面沉積Zn O薄膜對其進(jìn)行表面改性,通過調(diào)節(jié)Zn O沉積循環(huán)周期工藝參數(shù)控制Zn O薄膜的厚度,與EP復(fù)合制備Zn O改性CF/EP復(fù)合材料;通過層間剪切強(qiáng)度（ILSS）測試優(yōu)化Zn O改性CF/EP復(fù)合材料的制備工藝參數(shù),并對其層間剪切性能增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明,當(dāng)Zn O沉積循環(huán)周期為20 cycle時,制備的Zn O改性CF/EP復(fù)合材料ILSS呈現(xiàn)最大值（76.5MPa）,相比未改性CF/EP復(fù)合材料提升了23.2%;XRD表明沉積的Zn O薄膜為六角纖鋅礦晶體結(jié)構(gòu);... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究目的和意義
    1.2 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料
        1.2.1 碳纖維概述
        1.2.2 環(huán)氧樹脂概述
        1.2.3 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的性能與應(yīng)用
    1.3 復(fù)合材料的界面
        1.3.1 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的界面簡介
        1.3.2 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料界面結(jié)合理論
        1.3.3 碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的界面優(yōu)化設(shè)計
        1.3.4 碳纖維表面改性
        1.3.5 ZnO在碳纖維復(fù)合材料界面改性中的應(yīng)用
    1.4 高能電子輻照與材料相互作用和試驗研究
        1.4.1 高能電子輻照對碳纖維復(fù)合材料的作用
        1.4.2 高能電子輻照對材料損傷的研究途徑
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料和研究方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗儀器與設(shè)備
        2.1.2 實驗原料與試劑
    2.2 實驗內(nèi)容
        2.2.1 ZnO改性CF制備工藝流程
        2.2.2 ZnO改性CF/EP復(fù)合材料的制備工藝流程
        2.2.3 ZnO改性CF/EP復(fù)合材料的空間電子輻照試驗
    2.3 材料測試表征方法
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 X射線光電子能譜
        2.3.3 掃描電子顯微鏡
        2.3.4 傅里葉紅外光譜分析
        2.3.5 表面潤濕性測試
        2.3.6 力學(xué)性能測試
        2.3.7 質(zhì)量損失率分析
    2.4 CASINO軟件與模擬
第3章 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料制備及其界面性能研究
    3.1 引言
    3.2 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料制備工藝參數(shù)優(yōu)化
        3.2.1 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料制備
        3.2.2 ZnO改性CF沉積循環(huán)周期對其復(fù)合材料層間剪切性能的影響
        3.2.3 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料層間剪切斷口形貌分析
    3.3 原子層沉積ZnO改性碳纖維測試表征分析
        3.3.1 ZnO改性碳纖維晶型結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 ZnO改性碳纖維表面微觀形貌分析
        3.3.3 ZnO改性碳纖維表面化學(xué)組成分析
        3.3.4 ZnO改性碳纖維表面浸潤性測試
    3.4 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料界面性能增強(qiáng)機(jī)理分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料高能電子輻照效應(yīng)研究
    4.1 引言
    4.2 高能電子輻照對Zn O改性CF/EP復(fù)合材料宏觀形貌的影響
    4.3 高能電子輻照對Zn O改性CF/EP復(fù)合材料質(zhì)量損失率的影響
    4.4 高能電子輻照對Zn O改性CF/EP復(fù)合材料層間剪切性能影響
    4.5 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料高能電子輻照損傷效應(yīng)研究
        4.5.1 高能電子輻照下Zn O改性CF/EP復(fù)合材料斷口形貌分析
        4.5.2 高能電子輻照下Zn O改性CF/EP復(fù)合材料化學(xué)組成分析
        4.5.3 Zn O改性CF/EP復(fù)合材料高能電子輻照損傷機(jī)制探討
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]國內(nèi)外碳纖維復(fù)合材料及結(jié)構(gòu)供應(yīng)與制造現(xiàn)狀[J]. 周震,陳少軍,黃文俊,胡仁偉,程小全.  高科技纖維與應(yīng)用. 2018(06)
[2]PAN基碳纖維的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J]. 許深,呂佳濱,文美蓮,李增俊,白瓊瓊.  紡織導(dǎo)報. 2017(10)
[3]碳纖維材料綜述[J]. 付沙威,沈慧娟.  通化師范學(xué)院學(xué)報. 2012(12)
[4]碳纖維復(fù)合材料在航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 李威,郭權(quán)鋒.  中國光學(xué). 2011(03)
[5]聚丙烯腈基碳纖維制備過程中微觀結(jié)構(gòu)的演變[J]. 季敏霞,王成國.  材料導(dǎo)報. 2007(05)
[6]先進(jìn)復(fù)合材料與航空航天[J]. 杜善義.  復(fù)合材料學(xué)報. 2007(01)

博士論文
[1]含納米組元界面相對碳纖維/環(huán)氧復(fù)合材料界面性能的影響[D]. 趙峰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3657796