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碳纖維低溫等離子表面處理技術

碳纖維具有高模量、高強度和優良的耐熱性, 與高聚物復合可得到力學性能極為優異的復合材料, 被廣泛應用于航空、航天、運動器材等領域。未經過表面處理的碳纖維與高聚物的界面結合較差, 達不到碳纖維復合材料的使用要求, 導致碳纖維的優越性能得不到有效利用。因此, 在使用碳纖維制備碳纖維復合材料時, 必須對碳纖維進行表面處理, 提高碳纖維復合材料的力學性能。

碳纖維表面處理的方法很多, 其中低溫等離子表面處理是20世紀60年代出現的一種新的材料表面處理技術。等離子表面處理是一種干式工藝, 具有節能、無公害、處理時間短、效率高以及能滿足環境保護要求等優點。與放射線處理、電子束處理等其他干式工藝相比, 等離子表面處理的獨特之處在于其作用深度僅涉及距離材料表面幾納米到幾百納米范圍, 只改變材料表面的物理和化學特性, 材料本身物理、化學特性不發生改變。這些優點使得低溫等離子體技術成為改善復合材料界面結合效果的一種重要手段。

低溫等離子表面處理技術對碳纖維表面處理的效果明顯, 在碳纖維表面形成極性官能團的效果與陽極氧化法碳纖維表面處理的效果相當, 低溫等離子體對碳纖維表面的刻蝕效應比陽極氧化法碳纖維表面處理的效果明顯。