一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法技术

技术编号:14147292 阅读:45 留言:0更新日期:2016-12-11 04:46
本发明专利技术公开的是一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法。包括以下步骤:1)将γ射线辐照碳纤维沿径向横截面分为外表面、次表层以及芯部三个微区;2)采用X射线光电子能谱‑氩离子枪溅射联用技术表征纤维外表面的化学结构,借助截面Raman定点扫描技术表征纤维的次表层和芯部原子及晶体结构。本发明专利技术将γ辐照碳纤维沿径向横截面分为外表面、次表层以及芯部三个微区,并结合不同测试手段进行表征,解决了目前无法准确获得γ辐照碳纤维不同区域微观结构的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法。所属
为材料测试

技术介绍
碳纤维因具有耐高低温、耐腐蚀、尺寸稳定性好、高比强度和高比模量等优点,已广泛应用于航空航天、石油化工、文体、建筑、医疗和交通运输等领域。然而,目前世界上性能最好的碳纤维其力学性能仍有巨大的提升空间。此外碳纤维的表面惰性强,反应活性低,与复合材料基体的界面粘接性差,严重影响了复合材料的界面性能,进而限制了碳纤维的广泛应用。近年来大量研究表明,γ射线辐照不但可以提高碳纤维的表面活性,同时还可以提高碳纤维的力学性能,这种表面与力学性能协同优化的特点引起了学者们的广泛关注。但是,目前γ射线辐照下碳纤维的微观结构复杂演化仍然无法准确表征,进而导致其力学强化与表面改性的协同机制仍不清楚,限制了γ辐照技术在碳纤维改性领域的深入应用。
技术实现思路
针对上述难题,本专利技术提出将γ辐照碳纤维沿径向横截面分为外表面、次表层以及芯部三个微区,并结合不同测试手段进行表征。其具体步骤包括:(1)将γ射线辐照碳纤维沿径向横截面依次分为外表面、次表层以及芯部三个微区;(2)采用X射线光电子能谱-氩离子枪溅射联用技术表征纤维的外表面结构,借助截面Raman定点扫描技术表征纤维的次表层和芯部原子及晶体结构。上述步骤(1)所述的外表面/次表层界面沿径向距纤维表面1~20nm,次表层/芯部界面沿径向距纤维表面0.5~2μm。具体实施方式下面结合具体实例对本专利技术提供的一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法进行详细说明:实例1将T300碳纤维在环氧氯丙烷中进行γ射线辐照后,沿径向将纤维截面划分为外表面、次表层和芯部三个微区,然后采用X射线光电子能谱-氩离子枪溅射联用技术表征辐照碳纤维外表面的元素比例以及化学结构,表征深度为20nm,采用截面Raman定点扫描技术表征辐照碳纤维次表层和芯部的原子及晶体结构。并根据辐照介质中氯元素穿透纤维表面的深度以及纤维横截面不同区域石墨化程度确定外表面/次表层界面和次表层/芯部界面分别距纤维表面14nm和1.8μm。实例2将T700碳纤维在充满空气的环境中进行γ射线辐照后,沿径向将纤维截面划分为表面、次表层和芯部三个微区,然后采用X射线光电子能谱-氩离子枪溅射联用技术表征辐照碳纤维外表面的元素比例以及化学结构,表征深度为20nm,采用截面Raman定点扫描技术表征辐照碳纤维次表层和芯部的原子及晶体结构。并根据辐照介质中氯元素穿透纤维表面的深度以及纤维横截面不同区域石墨化程度确定外表面/次表层界面和次表层/芯部界面分别距纤维表面12nm和1.5μm。实例3将T1000碳纤维在充满氩气的环境中进行γ射线辐照后,沿径向将纤维截面划分为表面、次表层和芯部三个微区,然后采用X射线光电子能谱-氩离子枪溅射联用技术表征辐照碳纤维外表面的元素比例以及化学结构,表征深度为20nm,采用截面Raman定点扫描技术表征辐照碳纤维次表层和芯部的原子及晶体结构。并根据辐照介质中氯元素穿透纤维表面的深度以及纤维横截面不同区域石墨化程度确定外表面/次表层界面和次表层/芯部界面分别距纤维表面10nm和1.2μm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法,其特征在于:将γ射线辐照碳纤维沿径向横截面依次分为外表面、次表层以及芯部三个微区。

【技术特征摘要】
1.一种精准表征γ辐照碳纤维微观结构的方法,其特征在于:将γ射线辐照碳纤维沿径向横截面依次分为外表面、次表层以及芯部三个微区。2.根据权利要求1所述的表征方法,外表面/次表层的界面沿径向距纤维表面1~20nm,次表层/...

【专利技术属性】
技术研发人员:隋显航徐志伟陈磊李楠陈澄李静傅宏俊邓辉
申请(专利权)人:天津工业大学
类型:发明
国别省市:天津;12

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