大气等离子体激活改善碳纤维-环氧复合材料拉伸和断裂性能：原位声发射检测对损伤模式的认识

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碳纤维增强环氧复合材料（CFRP）常因纤维-基体界面结合不良而导致力学性能和可靠性下降。本研究系统调查了大气等离子体激活（APA）处理对增强纤维-基体粘结的影响，重点关注APA暴露时间的系统性影响。结果表明，与未处理（NT）试样相比，APA处理的复合材料拉伸强度显著提高（最高提升13.5%），I型和II型断裂韧性分别提高53%和44%。在力学测试中进行原位声发射（AE）监测，可实时获得损伤萌生和扩展过程的信息。APA处理的复合材料显示出损伤机制的显著转变，分层成为主要失效模式，而未处理试样在拉伸加载下表现为纤维拔出。AE分析表明处理试样的界面粘结增强，表现为损伤萌生延迟和断裂抗力提高。扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）分析分别证实了表面粗糙度增加和含氧官能团的存在，这些因素有助于增强界面结合。研究结果表明，通过APA处理织物是改善碳纤维增强复合材料力学性能的有效且环保方法，具有在先进工程应用中的应用前景。

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