CO₂激光表面处理对玄武岩纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

摘要整理

在纤维增强复合材料中，纤维与基体间的界面强度对复合材料的应力传递和损伤机制起着关键作用。本研究以CO₂激光表面处理作为传统化学处理的可持续替代方案进行了深入调查，以克服传统处理成本高、环境影响大的问题。系统研究了激光处理对玄武岩纤维织物的影响。在不同激光功率水平下对纤维进行处理，并从形貌和力学性能两方面进行了表征。光学显微镜和扫描电子显微镜观察表明，处理后的纤维表面粗糙度增加，出现纤维熔融和粘结现象。单根处理纤维的拉伸性能得到改善，在激光功率为1.04 W/mm²时，尺度参数提高约21%，而杨氏模量基本保持不变。随后将处理后的纤维用于制备环氧树脂基微复合材料，微脱粘试验表明界面剪切强度（IFSS）提高了8%。研究结果证明，CO₂激光表面处理是增强玄武岩纤维与基体间机械相容性的有效替代方案，可显著改善玄武岩纤维复合材料的力学性能。

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