基于碳纳米管界面改性的碳纤维复合材料抗γ辐射性能研究

为研究碳纳米管(CNTs)界面改性对碳纤维/环氧复合材料(CF/EP)抗辐照性能的影响,采用电泳沉积法将CNTs引入到CF/EP界面区域(CF-CNTs/EP)中,然后分别对CF/EP和CF-CNTs/EP进行γ射线辐照处理(γ-CF/EP和γ-CF-CNTs/EP),并对复合材料的力学性能、热学性能、耐疲劳性能和官能团变化等特性进行分析.结果表明:由于CNTs的存在,γ-CF-CNTs/EP的储能模量、玻璃化转变温度、弯曲强度和弯曲模量分别比γ-CF/EP高7.8 GPa、4.53℃、280 MPa和19.2 GPa;γ-CF-CNTs/EP的耐疲劳性能优于γ-CF/EP;XPS测试发现γ-CF-CNTs/EP内部C-C键的含量急剧减少10.88％,C-N键和C-O键的含量分别增加5.97％和4.44％,而γ-CF/EP无明显变化.结合断面形貌分析和裂纹扩展模型,讨论了CNTs增强复合材料抗γ射线辐射的微观结构和增强机制.以上结果证实,CNTs界面区域改性可以有效提升CF/EP的抗辐射性能.