复合材料学报

作者：张东生, 李新涛, 夏汇浩, 冯志海, 赵高文, 叶林凤,

关键词：碳纤维, Raman光谱, 纳米压痕, 横向弹性模量, Weibull分布,

采用Raman光谱对三种不同碳纤维（K223HE、HTA40和T700SC）的微晶尺寸进行了表征，利用纳米压痕技术对三种碳纤维的横向弹性模量和硬度进行了测试，结合Weibull分布函数对碳纤维的横向弹性模量和硬度进行统计分析。结果表明，中间相沥青基碳纤维K223HE的微晶长度最大，为39.43 nm±2.63 nm，PAN基碳纤维HTA40和T700SC的微晶尺寸基本相同，分别为4.63 nm±0.09 nm和4.89 nm±0.06 nm。在纳米压痕载荷-深度曲线上，碳纤维K223HE的残余变形大（75.34 nm±17.07 nm），压入功恢复率低（65.89%）。碳纤维HTA40、K223HE和T700SC的特征横向弹性模量为19.52 GPa、11.99 GPa和 17.92 GPa。三种碳纤维的横向弹性模量的Weibull分布模数分别为25.26、6.85和8.07，说明HTA40碳纤维的性能均匀性最好。碳纤维的纳米压痕行为的差异主要是由碳纤维中微晶的完整性、择优取向性的差异引起的。

来源：2017年第6期

《复合材料学报》期刊编辑部

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