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碳纤维(CF)增强树脂基复合材料(CFRP)是先进复合材料的典型代表，具有密度小、力学性能优异、耐热、耐低温等优点，在航空航天、军事、汽车、体育等领域具有重要的应用前景。然而CF表面光滑呈惰性，与树脂基体的界面粘结性差，限制了CFRP复合材料性能的发挥。针对CF与树脂基体界面粘结性差这一问题，本文分别选用T700碳纤维和双酚A型环氧树脂(EP)作为复合材料的增强相和树脂基体，展开CF的表面处理及其CFRP复合材料的研究。
本文采用了硅烷偶联剂A-171、KClO3/H2SO4溶液和经过KClO3/H2SO4处理过的再用偶联剂三种方法对CF进行表面改性，并分别对处理前后的CF制备了CF/EP复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X-光电子能谱(XPS)、单丝拉伸强度测试及接触角测试等方法研究了处理前后CF表面形貌、表面粗糙度、表面元素组成及化学结构、单丝拉伸强度及表面浸润性能的变化。结果表明经过硅烷偶联剂处理的纤维表面粗糙度几乎无变化，单丝拉伸强度稍有增加，纤维表面活性增加显著尤其是C=O键增加最为明显，浸润性得以改善;经过KClO3/H2SO4处理的纤维表面粗糙度增加明显，单丝拉伸强度降低了15.41％，纤维表面活性增加显著尤其是COO-键，浸润性也得到很好的改善。
利用层间剪切强度(ILSS)评价了复合材料的界面性能，结果表面出直接偶联剂处理过的CF较未处理的CF乙烯基复合材料层间剪切性能提高了7.77％，环氧复合材料提高了13.17％;经过KCLO3/H2SO4溶液处理后CF乙烯基复合材料的层间剪切强度较未处理的提高了19.28％，环氧复合材料提高了15.13％;经KCLO3/H2SO4处理后再用偶联剂处理的乙烯基复合材料的层间剪切强度比未处理的提高了24.64％，环氧复合材料提高了22.35％。通过复合材料断口形貌观察可以发现未处理CF环氧树脂复合材料界面性能较差，经过偶联剂和KClO3/H2SO4处理的CF环氧复合材料界面仍不甚理想;经先KClO3/H2SO4处理又偶联剂处理复合材料界面较为理想。利用原子力显微镜力调制模式得到未处理和经KCLO3/H2SO4处理后再用偶联剂处理CF环氧树脂复合材料的硬度图，并对硬度图进行了统计分析得到了硬度分布直方图。经过比较发现经KCLO3/H2SO4处理后再用偶联剂处理CF环氧树脂复合材料出现较明显的过渡区域，产生了明显的界面相。