镧离子改性玄武岩纤维/环氧树脂复合材料力学性能研究

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玄武岩纤维（BFs）作为树脂基复合材料的高效增强材料，其在复合材料中的应用受到玄武岩纤维与树脂基体界面粘接性差的限制。本研究为获得力学性能增强的玄武岩纤维/环氧树脂复合材料，合成了含不同浓度镧离子（La³⁺）的改性溶液对玄武岩纤维表面进行改性，以增强玄武岩纤维与基体间的界面粘接性。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分别观察和检测改性玄武岩纤维表面的形貌、化学结构和化学成分。结果表明，玄武岩纤维在改性溶液中浸泡后，表面引入了更多活性基团（C=O、–OH、C–O等），有效增强了玄武岩纤维与树脂基体间的结合强度。制备的玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能测试结果显示，改性玄武岩纤维使复合材料的拉伸强度、弯曲强度和层间剪切强度（ILSS）均得到提高，在0.5 wt.%镧掺杂量下分别达到458.7 MPa、556.7 MPa和16.77 MPa。最后分析了含镧元素改性溶液的增强机制。

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