石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料的制备和性能评价

陈宇^1,2，张代军^1,2，李军^1,2，温嘉轩^1,2，陈祥宝^1,2

1. 中国航发北京航空材料研究院软材料技术研究中心2. 中国航发北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室

摘 要：以石墨烯预浸料作为功能层,铺贴在碳纤维预成型体表面,通过热压罐共固化成型的方法,制备石墨烯改性碳纤维树脂基复合材料。利用超声扫描、金相电镜、四探针、矢量网络分析仪和万能材料试验机等测试手段研究石墨烯预浸料对复合材料内部质量、电磁屏蔽性能和力学性能的影响。实验结果表明:石墨烯预浸料的加入,并不会影响到复合材料的内部质量,并且石墨烯功能层和碳纤维结构层之间具有良好的界面相容性。在此基础上,石墨烯预浸料作为功能层,利用其优异的导电性能,可以使得复合材料的电磁屏蔽性能显著提高。当加入G105/3234石墨烯预浸料时,复合材料的电磁屏蔽效能由27.7 dB提高到64.7 dB。与此同时,改性后的碳纤维树脂基复合材料仍然可以保持良好的力学性能。

关键词：石墨烯预浸料;碳纤维;复合材料;电磁屏蔽性能;力学性能;