高气体阻隔石墨/环氧纳米复合材料的可控制备 被引量：3

1

作者 矫维成 牛越 +2 位作者 丁国民 万里 王荣国 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2015年第10期1149-1153,1157,共6页

针对无内衬复合材料压力容器的气体渗漏问题,提出了一种具有高气体阻隔性能的石墨/环氧微结构有序复合材料的制备方法。采用湿化学沉淀的方法将Fe3O4磁性纳米粒子吸附到石墨微片(GNPs)的表面,实现石墨微片的表面磁性修饰(mGNPs)。在分... 针对无内衬复合材料压力容器的气体渗漏问题,提出了一种具有高气体阻隔性能的石墨/环氧微结构有序复合材料的制备方法。采用湿化学沉淀的方法将Fe3O4磁性纳米粒子吸附到石墨微片(GNPs)的表面,实现石墨微片的表面磁性修饰(mGNPs)。在分析磁性片状粒子代表单元在磁场条件下的受力情况的基础上,确定了定向排列m-GNPs所需最小磁场强度40mT。将m-GNPs引入到环氧树脂中,通过外加磁场诱导定向排列,制备出了石墨/环氧微结构有序复合材料(m-GNPs/EP)。氦检漏试验结果表明,1%质量分数的m-GNPs/EP的氦漏率较纯树脂提高了1个数量级,较GNPs随机排列的复合材料氦漏率提高了69%。 展开更多

关键词 材料学 纳米复合材料 定向排列 微结构有序 气体阻隔性能

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树脂基复合材料成型工艺的发展 被引量：78

2

作者 何亚飞 矫维成 +2 位作者 杨帆 刘文博 王荣国 《纤维复合材料》 CAS 2011年第2期7-13,共7页

随着复合材料工业的迅速发展,传统的复合材料成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现。本文通过梳理接触低压成型工艺、拉挤成型工艺、模压成型工艺、缠绕成型工艺、铺放成型工艺、RTM成型工艺这几种先进树脂基复合材料成型工艺的发展历... 随着复合材料工业的迅速发展,传统的复合材料成型工艺日臻完善,新的成型方法不断涌现。本文通过梳理接触低压成型工艺、拉挤成型工艺、模压成型工艺、缠绕成型工艺、铺放成型工艺、RTM成型工艺这几种先进树脂基复合材料成型工艺的发展历程,分析发展过程中的关键技术,来研究先进复合材料成型工艺的演变,从而探讨未来树脂基复合材料成型工艺的发展方向。 展开更多

关键词 树脂基复合材料成型工艺 接触低压成型工艺 拉挤成型工艺 模压成型工艺 缠绕成型工艺 铺放成型工艺 RTM成型工艺

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CF/PPEK、CF/PPES复合材料高温力学性能研究 被引量：7

3

作者 刘文博 王荣国 +3 位作者 张洪涛 贾近 矫维成 谢怀勤 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 2004年第2期183-185,189,共4页

采用预浸热压成型工艺制备碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)单向复合材料试样,通过对试样在常温和高温条件下的力学性能测试与分析,研究了高性能热塑性复合材料在高温条件下力学性能及其强度和模... 采用预浸热压成型工艺制备碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜(CF/PPES)单向复合材料试样,通过对试样在常温和高温条件下的力学性能测试与分析,研究了高性能热塑性复合材料在高温条件下力学性能及其强度和模量保留率的变化规律.实验表明,在250℃下其拉伸和弯曲强度及模量的保留率均在60%以上,仍具有极高的承载能力.利用Tr—n预测模型对这两种复合材料高温力学性能进行的预测结果与试验值基本吻合,从而验证了这个模型的可行性. 展开更多

关键词 CF/PPEK CF/PPES 高温力学性能 预测模型 保留率 热塑复合材料 碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮 碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜

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航空航天用纳米碳复合材料研究进展 被引量：8

4

作者 赫晓东 王荣国 +2 位作者 彭庆宇 矫维成 赵旭 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期707-718,共12页

对航空航天用纳米碳复合材料及其多功能特性的研究进展情况进行了综述,阐述了国内外研究者们在纳米碳复合材料及其多功能特性方面取得的重要成果,并系统地综述了纳米碳复合材料在多尺度增强、电磁屏蔽、智能驱动、隔热、传感方面的研究... 对航空航天用纳米碳复合材料及其多功能特性的研究进展情况进行了综述,阐述了国内外研究者们在纳米碳复合材料及其多功能特性方面取得的重要成果,并系统地综述了纳米碳复合材料在多尺度增强、电磁屏蔽、智能驱动、隔热、传感方面的研究工作。最后展望了纳米碳复合材料在航空航天领域中的潜在应用。 展开更多

关键词 纳米复合材料 纳米碳 多功能 研究进展

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用有限元法对CF/PPEK热塑性复合材料等效模量计算 被引量：8

5

作者 刘文博 张洪涛 +1 位作者 王荣国 矫维成 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期535-537,621,共4页

碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)是一种新型高性能热塑性复合材料.根据复合材料细观结构周期性假设,隔离出复合材料的代表性体积元———RVE(representative volume element).基于能量等效的原理,通过对RVE施加简便的边界载荷和恰当... 碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)是一种新型高性能热塑性复合材料.根据复合材料细观结构周期性假设,隔离出复合材料的代表性体积元———RVE(representative volume element).基于能量等效的原理,通过对RVE施加简便的边界载荷和恰当的边界条件,运用细观力学有限元法,采用有限元软件Ansys计算了复合材料的等效弹性模量.理论计算及试验结果表明该方法能够较好地预测此种复合材料的宏观弹性性能. 展开更多

关键词 CF/PPEK RVE 有限元法

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轻量化复合材料压力容器研究进展 被引量：11

6

作者 王荣国 矫维成 +2 位作者 刘文博 杨帆 赫晓东 《航空制造技术》 2009年第15期86-89,共4页

复合材料压力容器结构设计理论的发展,薄壁金属内衬成型技术的创新,缠绕成型工艺仿真技术的实现以及性能监测与评价体系的建立,为最大化地减轻复合材料压力容器的重量奠定了基础,有效地解决了新一代航天飞行器动力系统的减重技术"... 复合材料压力容器结构设计理论的发展,薄壁金属内衬成型技术的创新,缠绕成型工艺仿真技术的实现以及性能监测与评价体系的建立,为最大化地减轻复合材料压力容器的重量奠定了基础,有效地解决了新一代航天飞行器动力系统的减重技术"瓶颈"。 展开更多

关键词 压力容器 复合材料 轻量化 缠绕成型工艺 航天飞行器 设计理论 成型技术 金属内衬

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CF/PPEK复合材料界面结构与性能 被引量：4

7

作者 刘文博 王荣国 +1 位作者 矫维成 江龙 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期45-50,共6页

对连续碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)的界面结构与性能进行了研究。通过XPS和Raman光谱表征了CF/PPEK复合材料的界面结构,并利用微脱粘试验研究了CF/PPEK复合材料的界面性能。结果表明:PPEK能与经过表面处理的碳纤维形成较强的界... 对连续碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮(CF/PPEK)的界面结构与性能进行了研究。通过XPS和Raman光谱表征了CF/PPEK复合材料的界面结构,并利用微脱粘试验研究了CF/PPEK复合材料的界面性能。结果表明:PPEK能与经过表面处理的碳纤维形成较强的界面作用,粘结情况较为理想,保证了基体与纤维间的应力传递,使得CF/PPEK复合材料具有良好的热稳定性及力学性能。基于复合材料细观结构的周期性假设,采取连续性与周期性边界条件,建立了高性能热塑性复合材料三相同轴圆柱形细观分析模型。应用剪滞理论和非线性有限元分析方法对CF/PPEK的界面性能进行了模拟计算与分析,其计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 CF/PPEK 界面结构 界面性能 细观分析模型

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三角形截面碳纤维复合材料弯曲强度B基准值 被引量：3

8

作者 刘新 王荣国 +1 位作者 刘文博 矫维成 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1651-1655,共5页

三角形截面碳纤维是一种新型碳纤维,其截面形状呈近似正三角形,特殊的截面形状赋予它一些有别于圆形截面碳纤维的特殊性能。本文研究这种三角形截面碳纤维增强环氧树脂复合材料的弯曲性能,采用数理统计和MATLAB编程等方法,通过对十组数... 三角形截面碳纤维是一种新型碳纤维,其截面形状呈近似正三角形,特殊的截面形状赋予它一些有别于圆形截面碳纤维的特殊性能。本文研究这种三角形截面碳纤维增强环氧树脂复合材料的弯曲性能,采用数理统计和MATLAB编程等方法,通过对十组数据进行异常数据的筛选,Anderson-Darling,估计weibull分布的形状与尺寸参数及拟合优度检验,研究了其弯曲强度。该三角形截面碳纤维复合材料弯曲强度的B基准值为1417.2MPa,为三角形截面碳纤维复合材料的使用提供了弯曲性能数据。 展开更多

关键词 三角形截面碳纤维 复合材料 弯曲强度 数理统计 B基准值

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碳纳米管/金属Ni/稀土氧化物复合材料用于增强夹层结构的吸波性能 被引量：3

9

作者 何亚飞 郝立峰 +3 位作者 杨帆 矫维成 刘文博 王荣国 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期18-22,共5页

将碳纳米管、纳米氧化镧、微米金属Ni粉、微米氧化镱分散至环氧树脂,将该环氧树脂混合物填充复合材料夹层结构的夹层,来探究该复合材料结构的吸波性能。利用网络矢量分析仪对该结构进行检测。结果表明,该复合材料结构在吸波分贝和吸波... 将碳纳米管、纳米氧化镧、微米金属Ni粉、微米氧化镱分散至环氧树脂,将该环氧树脂混合物填充复合材料夹层结构的夹层,来探究该复合材料结构的吸波性能。利用网络矢量分析仪对该结构进行检测。结果表明,该复合材料结构在吸波分贝和吸波带宽方面都有提升,具有良好的吸波性能。在2.99～18.00GHz频段内,反射分贝出现三次波峰：第一个波峰的吸波带宽（〈-5d B）为2.55GHz,最大值出现在4.86GHz,为-23.78d B。第二个波峰的吸波带宽（〈-5d B）为3.75GHz,最大值出现在10.35GHz,为-21.07d B。第三个波峰吸波带宽（〈-5d B）为5.66GHz,最大值出现在14.04GHz,为-13.65d B。整体的吸波带宽（〈-5d B）达到11.96GHz,占全部测试频率的80%。另外,该复合材料结构对电磁波的损耗比例也有提升。 展开更多

关键词 复合材料 夹层结构 吸波性能

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新型热塑性复合材料细观力学与宏观性能的研究 被引量：2

10

作者 刘文博 王荣国 +1 位作者 矫维成 谢怀勤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期46-49,共4页

碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮 (CF/ PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜 (CF/ PPES)是一种新型高性能热塑性复合材料 ,制备方法和力学性能的研究是使其得到广泛应用的基础。本工作研究了两种复合材料的预浸热压成型工艺 ,对制备的单向复合材... 碳纤维增强杂萘联苯聚醚酮 (CF/ PPEK)和碳纤维增强杂萘联苯聚醚砜 (CF/ PPES)是一种新型高性能热塑性复合材料 ,制备方法和力学性能的研究是使其得到广泛应用的基础。本工作研究了两种复合材料的预浸热压成型工艺 ,对制备的单向复合材料进行了力学性能实验研究 ,并基于复合材料细观结构周期性假设 ,建立了一种细观力学模型。该模型建立起了宏、细观场量的联系 。 展开更多

关键词 CF/PPEK CF/PPES 力学性能 细观力学模型

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玻璃钢/复合材料行业学科建设及人才培养回顾与展望 被引量：1

11

作者 王荣国 矫维成 +1 位作者 刘文博 杨帆 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期9-11,共3页

回顾了我国玻璃钢/复合材料专业的建设与发展,总结了目前玻璃钢/复合材料行业学科建设及人才培养的现状,并展望了未来我国玻璃钢/复合材料行业学科建设及人才培养的目标和方向。

关键词 玻璃钢专业 复合材料与工程专业 人才培养

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新型混凝土结构加固修补材料的研究

12

作者 刘文博 矫维成 +1 位作者 王荣国 贾近 《低温建筑技术》 2004年第5期43-44,共2页

研究了两种复合材料的预浸热压成型工艺 ,对制备的单向复合材料进行了力学性能试验研究 ,并利用扫描电子显微镜 (SEM)

关键词 CF/PPEK CF/PPES 复合界面 加固修补材料

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航天用复合材料压力容器的应用与发展 被引量：4

13

作者 宋大君 王荣国 +2 位作者 刘文博 矫维成 杨帆 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期24-26,共3页

复合材料压力容器在航空航天、汽车、电子等领域具有广泛的应用,本文系统地分析了目前复合材料压力容器的材料和典型结构,阐述复合材料压力容器在航天工业的主要应用及发展方向。

关键词 航天工业 复合材料 压力容器 PRESSURE VESSELS Development 应用及发展方向 航空航天 典型结构 系统 汽车 分析 电子

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碳纳米材料接枝碳纤维的复合材料界面增效研究进展 被引量：13

14

作者 李君 矫维成 +3 位作者 闫美玲 刘贞祥 王荣国 赫晓东 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第1期108-113,28,共7页

界面作为复合材料的重要组成部分,起着传递载荷的作用,影响复合材料的整体性能。碳纤维表面属于石墨乱层结构,微晶有序取向,惰性大,不易与树脂基体结合。对碳纤维进行适当的表面改性,增加纤维的比表面积、粗糙度和引入活性官能团,都能... 界面作为复合材料的重要组成部分,起着传递载荷的作用,影响复合材料的整体性能。碳纤维表面属于石墨乱层结构,微晶有序取向,惰性大,不易与树脂基体结合。对碳纤维进行适当的表面改性,增加纤维的比表面积、粗糙度和引入活性官能团,都能改善表面润湿情况,实现机械结合和化学结合,提高复合材料的界面性能。碳纳米材料接枝到碳纤维表面,是提高界面性能的有效方法之一。因此,对碳纳米管、氧化石墨烯接枝碳纤维的制备方法、界面增效设计以及界面增强机制的国内外研究现状进行综述和分析,在此基础上,展望了碳纳米材料接枝碳纤维表面和界面性能评价方法的研究趋势和前景。 展开更多

关键词 碳纤维 碳纳米材料 界面 微纳结构

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凹凸棒土/环氧树脂复合材料力学性能的研究 被引量：4

15

作者 王玉美 李拯 +1 位作者 矫维成 王荣国 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期94-99,共6页

凹凸棒土作为含水富镁硅酸盐的链层状粘土矿物,是一种极具潜力的复合材料填充体。但是由于其本身易团聚、"亲油疏水"性差,限制了其在复合材料中的应用。为此,本文采用表面活性剂CTAB及硅烷偶联剂KH550对凹凸棒土进行表面改性... 凹凸棒土作为含水富镁硅酸盐的链层状粘土矿物,是一种极具潜力的复合材料填充体。但是由于其本身易团聚、"亲油疏水"性差,限制了其在复合材料中的应用。为此,本文采用表面活性剂CTAB及硅烷偶联剂KH550对凹凸棒土进行表面改性处理,使其能够均匀分散于环氧树脂E51中,并制备掺杂量为1wt%的纳米复合材料。对复合材料力学性能测试结果表明,改性后凹凸棒土增强复合材料的拉伸及弯曲强度及模量均有显著提高。 展开更多

关键词 凹凸棒土 环氧树脂 表面改性 力学性能

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T800碳纤维/5428双马树脂复合材料界面性能研究 被引量：2

16

作者 牛越 矫维成 +3 位作者 郝立峰 杨帆 刘文博 王荣国 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期84-88,共5页

界面作为增强体与基体连接的纽带,对复合材料的性能有着至关重要的影响。本文主要研究了T800 CF/5428 BMI树脂复合材料的界面性能。首先基于Wilhelmy方程,采用动态接触角测量仪表征了5428双马树脂与T800碳纤维的接触角,在此基础上求解... 界面作为增强体与基体连接的纽带,对复合材料的性能有着至关重要的影响。本文主要研究了T800 CF/5428 BMI树脂复合材料的界面性能。首先基于Wilhelmy方程,采用动态接触角测量仪表征了5428双马树脂与T800碳纤维的接触角,在此基础上求解了表面能与粘附功,为研究二者间界面的形成提供依据。其次,采用微滴脱粘试验,获得了T800/5428双马树脂复合材料的界面剪切强度,并通过数值模拟技术,讨论了微滴形状、刀具位置等参数对界面剪切强度的影响。 展开更多

关键词 碳纤维 双马树脂 界面性能 微滴脱粘

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碳纤维增强树脂基复合材料低温贮箱抗渗漏性研究进展 被引量：8

17

作者 陈振国 矫维成 +4 位作者 闫美玲 杨帆 刘文博 王荣国 赫晓东 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第11期109-116,共8页

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有轻质高强的特性,将其应用于航天运载器贮箱中,能够显著降低推进系统的结构重量及几何体积。然而,CFRP贮箱的渗漏问题严重影响了贮箱的应用。首先介绍了含金属内衬CFRP贮箱,而后综述了无金属内衬CFRP... 碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有轻质高强的特性,将其应用于航天运载器贮箱中,能够显著降低推进系统的结构重量及几何体积。然而,CFRP贮箱的渗漏问题严重影响了贮箱的应用。首先介绍了含金属内衬CFRP贮箱,而后综述了无金属内衬CFRP低温贮箱抗渗漏性的研究进展,主要从渗漏机理、抗渗漏设计、渗漏性检测方法等方面进行阐述,报道了国内外有关纳米材料掺杂增强、树脂基体改性增韧、铺层结构优化设计等抗渗漏设计方法,展望了无金属内衬CFRP低温贮箱抗渗漏研究的方向。 展开更多

关键词 复合材料 低温贮箱 渗漏机理 抗渗漏性 渗漏测试

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复合材料螺旋桨流固耦合分析方法的发展和研究现状 被引量：2

18

作者 张旭婷 洪毅 +3 位作者 袁凤 矫维成 刘文博 王荣国 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期84-87,共4页

复合材料螺旋桨性能研究的重要方法之一是流固耦合分析方法,求解流固耦合方程能够获得复合材料螺旋桨的水动力性能与结构响应。通过对国内外复合材料螺旋桨流固耦合分析方法的总结和归纳,分别介绍了主流的流固耦合分析方法——VLM/FEM... 复合材料螺旋桨性能研究的重要方法之一是流固耦合分析方法,求解流固耦合方程能够获得复合材料螺旋桨的水动力性能与结构响应。通过对国内外复合材料螺旋桨流固耦合分析方法的总结和归纳,分别介绍了主流的流固耦合分析方法——VLM/FEM流固耦合方法、BEM/FEM流固耦合方法和CFD/FEM流固耦合方法,同时对其研究内容和发展现状进行了简单阐述,展望了未来复合材料螺旋桨流固耦合分析方法研究趋势,为进一步研究复合材料螺旋桨流固耦合方法提供了参考。 展开更多

关键词 流固耦合 复合材料 螺旋桨

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石墨烯定向排列增强聚合物基复合材料研究进展 被引量：5

19

作者 杨士萱 矫维成 +3 位作者 楚振明 张辰威 刘文博 王荣国 《玻璃钢／复合材料》 CAS 北大核心 2019年第3期92-100,共9页

在树脂基体中引入以石墨烯为代表的碳纳米材料可显著改善复合材料的力学性能、导热性能以及多功能性,从而为传统的复合材料注入新的内涵。纳米材料在复合材料中的排列形式将直接影响复合材料的性能。据文献报道,相比随机排列增强的复合... 在树脂基体中引入以石墨烯为代表的碳纳米材料可显著改善复合材料的力学性能、导热性能以及多功能性,从而为传统的复合材料注入新的内涵。纳米材料在复合材料中的排列形式将直接影响复合材料的性能。据文献报道,相比随机排列增强的复合材料,石墨烯定向排列增强的石墨烯/聚合物复合材料的强度可提高0. 5倍,韧性提高约1. 2倍,热导率提高约1倍。对此,本文总结了石墨烯定向排列增强聚合物复合材料的制备方法,包括层层自组装法、流动剪切诱导法、抽滤诱导定向法、外场诱导定向法等;并简述了每种制备方法的优缺点;分析了石墨烯定向排列对复合材料力学性能、导热性能、导电性能的增强效果,在此基础上,展望了石墨烯定向排列增强聚合物复合材料的发展前景。 展开更多

关键词 定向排列 石墨烯 聚合物基复合材料

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扫描探针显微镜用碳纤维探针的电化学腐蚀制备方法 被引量：1

20

作者 彭平 郝立峰 +6 位作者 王琦 张健 陆小龙 刘文博 矫维成 杨帆 王荣国 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2016年第4期418-420,437,共4页

为了克服传统SPM金属探针的易变形、易磨损、使用寿命短等缺点,利用自主开发的电化学腐蚀控制电路,采用电化学腐蚀法制备了碳纤维探针,并研究了制备工艺条件对碳纤维探针形貌的影响。实验结果表明最佳制备工艺条件为:采用高模量的M55J... 为了克服传统SPM金属探针的易变形、易磨损、使用寿命短等缺点,利用自主开发的电化学腐蚀控制电路,采用电化学腐蚀法制备了碳纤维探针,并研究了制备工艺条件对碳纤维探针形貌的影响。实验结果表明最佳制备工艺条件为:采用高模量的M55J碳纤维,腐蚀起始电压为4V,参考电压为1V,电解液为4mol/L的NaOH溶液。在此工艺条件下制得了尖端曲率半径约为30nm的碳纤维探针,制备的成功率在50%以上。在室温、大气环境条件下,用上述碳纤维探针对高定向裂解石墨表面进行STM扫图,图像呈现清晰的石墨台阶,说明采用电化学腐蚀法制备的碳纤维探针性能稳定,满足SPM使用的要求。 展开更多

关键词 材料学 碳纤维探针 电化学腐蚀 扫描探针显微镜

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