石墨烯涂层碳纤维对单向层板断裂性能的影响

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碳纤维增强复合材料（CFRP）因其高比强度和比刚度而成为广泛应用的首选结构材料。基体与增强相之间的界面区域对CFRP在机械载荷下的性能起着关键作用。因此，增强环氧树脂与纤维之间的界面结合力有望改善复合材料的强度。本研究在单向碳纤维表面涂覆石墨烯纳米片（GNPs），旨在强化纤维与基体之间的界面/界面层。采用溶剂喷涂法将GNPs涂覆在碳纤维上，随后使用真空辅助树脂传递模塑（VARTM）工艺制造层板。对未涂覆和GNPs涂覆的CFRP进行了拉伸试验，并进行了详细的断口形貌分析。结果表明，添加GNPs后层板的单轴拉伸强度和杨氏模量均有所提高。断口形貌观察显示，在横截面断裂面上存在纤维与环氧树脂之间的脱粘间隙，在纵向断裂面上存在环氧树脂与纤维的粘附。与原始层板相比，GNPs涂层纤维制成的层板显示出更小的脱粘间隙和更大的环氧树脂粘附性。利用配备能谱仪（EDS）的扫描电子显微镜（SEM）进行碳元素线性映射分析，发现涂层层板具有更大的界面层厚度。

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