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四川大學(xué)高分子研究所高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Baowei Qiu等--磁性氧化石墨烯/碳纖維復(fù)合材料具有改良的界面性能和電磁干擾屏蔽性能
      碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRPs)界面性能差,限制了其在航空航天領(lǐng)域的重要應(yīng)用。針對這一缺點(diǎn),制備了磁性氧化石墨烯(MGO),并將其封裝在碳纖維表面,以改善CFRPs的界面性能。在MGO上Fe3O4的存在降低了氧化石墨烯的團(tuán)聚,使MGO能夠在磁場中保持良好分散性的同時(shí)快速可控地施膠。結(jié)果表明MGO處理后CFRPs的層間剪切強(qiáng)度、界面剪切強(qiáng)度和橫向纖維束拉伸強(qiáng)度分別比未處理的提高了56.04%、46.73%和82.00%。同時(shí),經(jīng)MGO處理的CFRPs在X-波段的電磁干擾(EMI)屏蔽效果高達(dá)46.33 dB。這項(xiàng)工作為結(jié)構(gòu)-功能集成CFRPs的制備提供了見解,在航天、航空、汽車等領(lǐng)域顯示了潛在的應(yīng)用前景。
 
 
圖1. 使用MGO實(shí)現(xiàn)CFs功能化示意圖。
 
 
圖2. (a) MGO模型示意圖;(b) GO、Fe3O4和MGO的SEM圖像;(c) GO、Fe3O4和MGO的HRTEM圖像;(d) GO、Fe3O4和MGO的表面能;(e) GO、Fe3O4、MGO的XRD譜圖;(f) GO、Fe3O4和MGO的FTIR光譜;(g) Fe3O4和MGO的磁化滯回曲線(插圖為外部磁場作用下MGO與水溶液分離的照片)。
 
 
圖3. (a) DCF和CF/MGO的SEM圖像;(b) CF/MGO的映射圖像;(c) DCF和CF/MGO的EDS圖;(d) DCF和CF/MGO的AFM圖像;(e) DCF和CF/MGO的BET比表面積;(f) DCF和CF/MGO的表面能。
 

圖4. CFRPs的界面性能:(a) ILSS,(b)IFSS,(c)TFB;(d) CFRPs脫粘后的斷面形貌;(e)CFs脫粘后的斷面形貌;(f)脫粘機(jī)理示意圖。
 
 
圖5. (a)CFRPs在X-波段的SET、SEA和SER平均值; CFPRs在X-波段的(b)EMI SET;(c)EMI SEA;(d)EMI SER。

       相關(guān)研究成果由四川大學(xué)高分子研究所高分子材料工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室Baowei Qiu等人于2022年發(fā)表在Composites Part A(https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.106811)上。原文:Magnetic graphene oxide/carbon fiber composites with improved interfacial properties and electromagnetic interference shielding performance。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號

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