碳纤维增强铝复合材料的界面微观结构3879.pdf

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碳纤维增强铝复合材料的界面微观结构 碳纤维增强铝复合材料是由铝基体与碳纤维层层组装而成的材料，拥有良好的力学性能和耐热性，已广泛应用于航空航天、船舶、化工及汽车工业等领域。其成功应用的关键瓶颈之一就是确定碳纤维和铝基体之间界面结构，了解界面微观结构，从而深入了解界面特性。一般情况下，碳纤维和铝基体之间的界面结构主要包括：碳纤维表面的平整度、铝基体表面的清洁度、碳纤维和铝基体表面的强度、碳纤维与铝基体的刚度和弹性模量、以及界面接触微观结构等。考察碳纤维和铝基体之间界面微观结构的研究主要依赖于 X 射线衍射、扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等技术，采用这些技术可以确定聚合物/金属界面的化学组成、界面结构、界面分布状态和界面结合强度等物理指标。X 射线衍射可以直接用于定量学的结构性研究，可以提供有关界面粗糙度，界面膜层厚度、碳纤维和金属之间杂质聚集以及金属表面形貌等方面的关键参数。SEM 可以用于界面形貌图却，以及表面摩擦、应力和本构参数的分析。另外，AFM 可以用于表面粗糙度测量以及三维界面观察，它还可以很好地探索金属表面化学形态和力学特性间的联系。通过以上技术，可以对碳纤维和铝基体之间的界面微观结构进行综合研究，可以解释其界面特性及加工参数的工艺可控性，从而提高碳纤维增强铝复合材料的抗疲劳性能。