【摘 要】
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碳纤维增强树脂基复合材料因轻量化、力学性能优异而被广泛用于不同的领域，尤其是航空航天领域，而界面特性对复合材料的力学性能起到十分重要的作用。本文通过物理沉积将氧化石
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碳纤维增强树脂基复合材料因轻量化、力学性能优异而被广泛用于不同的领域，尤其是航空航天领域，而界面特性对复合材料的力学性能起到十分重要的作用。本文通过物理沉积将氧化石墨烯、改性氧化石墨烯、部分还原氧化石墨烯引入到碳纤维的表面，改善碳纤维表面的粗糙度和活性，从而提高碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面性能。采用SEM/AFM观察改性碳纤维的表面形貌，微脱粘法测试改性碳纤维复合材料的界面剪切强度。研究结果表明，沉积在纤维表面的氧化石墨烯尺寸对复合材料的界面性能有很大影响，超声波作用使得小尺寸氧化石墨烯沉积在纤维表面，有助于改善复合材料的界面粘结。用聚乙烯亚胺改性的氧化石墨烯带有正电荷，通过静电吸附作用沉积到带有负电荷的酸化碳纤维表面，200℃条件下干燥后，改性碳纤维的表面粗糙度从73.45nm增加到119.73nm，其复合材料的界面剪切强度从28.96MPa提高至39.52MPa。空气等离子体引发紫外接枝改性碳纤维，使其表面引入聚丙烯酰胺涂层。同时，在紫外的照射下，沉积在纤维表面的氧化石墨烯被部分还原。适量部分还原氧化石墨烯的引入可以填补纤维表面的缺陷，成为一个受力的整体，单丝拉伸强度增大。部分还原氧化石墨烯和聚合物涂层的协同作用使得复合材料的界面剪切强度提高至46.15MPa。
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