CF-CNTs多尺度增强体的制备及CF-CNTs/环氧树脂复合材料力学性能

郑林宝^1,2，王延相^1,2，陈纪强²，秦建杰²，王兴辉²，王成国²

1. 山东大学材料科学与工程学院材料液固结构演变与加工教育部重点实验室2. 山东大学材料科学与工程学院碳纤维工程技术研究中心

摘 要：利用化学气相沉积（CVD）法在碳纤维（CF）表面生长碳纳米管（CNTs）,制备了CF-CNTs多尺度增强体,增强体与环氧树脂（EP）结合得到CF-CNTs/EP复合材料。采用场发射扫描电镜（FESEM）、高分辨透射电镜（HRTEM）等方法研究了不同CVD工艺参数对CF-CNTs多尺度增强体的影响,并研究了不同CVD时间对CFCNTs/EP复合材料力学性能的影响。结果表明:沉积温度为500℃、沉积时间为10min、反应压力为0.02 MPa时,制备得到的多尺度增强体性能最好。CF-CNTs多尺度增强体较未生长CNTs的碳纤维与环氧树脂的浸润性明显提高。在CVD时间为10min时,所得CF-CNTs/EP复合材料的界面剪切强度（IFSS）最大可提高90.6%,层间剪切强度（ILSS）最大可提高24.4%。同时,在制备环氧树脂复合材料过程中碳纤维的不加捻与加捻相比,其ILSS提高了11.3%。

关键词：碳纤维;碳纳米管;化学气相沉积;多尺度增强体;力学性能;复合材料;