1、短碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料憑借其優(yōu)異的力學(xué)性能,在國民工業(yè)各領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。然而纖維與樹脂基體間的較弱界面結(jié)合和纖維應(yīng)力集中現(xiàn)象卻限制了其進一步的發(fā)展。研究者們先是通過短碳纖維表面改性的方法改善纖維與樹脂基體間界面的性能,而后又發(fā)展出一種界面形態(tài)設(shè)計的方法——纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計,來提升復(fù)合材料整體的力學(xué)性能。對于后者,有報道指出異形纖維可以改變纖維內(nèi)部應(yīng)力分布,還可以使纖維與基體間界面結(jié)合加強,對復(fù)合材料同時起著補強和增韌的效果。因此,開

2、展短纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)設(shè)計,借此提高復(fù)合材料的綜合性能,對于今后短纖維增強復(fù)合材料的發(fā)展有著指導(dǎo)意義。
　　本文通過電沉積方法制備出球-棒狀的銅球-短碳纖維復(fù)合增強體,研究了影響銅球鍍層形成的可能因素。隨后將此類增強體復(fù)合至樹脂基體中得到特殊的界面形態(tài)。在與其他傳統(tǒng)平直類纖維增強體的比較中得悉,銅球-短碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳,即銅球-短碳纖維具有最佳的增強效果。通過斷口微觀形貌的觀測,發(fā)現(xiàn)銅球-短碳纖維增強樹脂基復(fù)合材

3、料的斷裂行為很復(fù)雜,其中包括球拔出,球留在斷裂面和孔洞遺留等。通過斷裂力學(xué)模型分析發(fā)現(xiàn),一方面,銅球-短碳纖維可以使材料內(nèi)部的應(yīng)力均勻化,不易形成局部應(yīng)力集中;另一方面,銅球-短碳纖維提升了復(fù)合材料的拔出功,增加了材料斷裂需要消耗的能量。
　　此外,由于室溫靜置固化方法制備的復(fù)合材料存在氣泡過多、纖維分散不均勻和纖維添加量較少等不足,實驗中又選用粉末態(tài)的酚醛樹脂和丙烯酸樹脂,采用熱壓固化法成型復(fù)合材料。通過比較以上不同樹脂及固化方