本發(fā)明涉及一種界面層的制備方法，特別涉及一種碳纖維中空立體織物復(fù)合材料zro2界面層的制備方法。

背景技術(shù)：

中空立體織物是采用玻璃纖維、碳纖維、凱夫拉纖維等多種高性能連續(xù)纖維織造而成的，具有夾芯結(jié)構(gòu)，夾芯結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)是構(gòu)成表層的經(jīng)、緯紗和連接兩個(gè)表層并形成芯部z向纖維，中空織物的織造高度范圍2-40mm，空間形態(tài)可以根據(jù)復(fù)合材料的使用要求任意設(shè)計(jì)為“8”、“口”、“v”字形等。中空織物可以瞬間吸收樹脂或是膠體溶液，這是由于其z向纖維在“毛細(xì)作用”效果下使織物快速自動(dòng)成型刀設(shè)計(jì)高度。中空立體織物的中空三明治結(jié)構(gòu)，克服了傳統(tǒng)蜂窩、泡沫芯材等夾層等結(jié)構(gòu)易分層、耐沖擊性能差的缺點(diǎn)。

中空立體織物材料具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：1、輕質(zhì)高強(qiáng)，比強(qiáng)度、比模量高，2、三維機(jī)織整體成型，抗分層、玻璃；3、結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性強(qiáng)（高度、重量、纖維類型、空間形態(tài)等），4、中空結(jié)構(gòu)可填充、預(yù)埋、發(fā)泡（泡沫、探頭、導(dǎo)線等），5、易于復(fù)合、貼膜仿形，復(fù)合效率高，6、保溫、隔音、阻燃、透波。正是由于中空立體織物具有這么多強(qiáng)勁的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同應(yīng)用領(lǐng)域的復(fù)合材料，因此，目前基于中空立體織物開(kāi)展了許多復(fù)合材料成型工藝研究。中空立體織物增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能與復(fù)合材料中纖維性能穩(wěn)定性有著密切的聯(lián)系，復(fù)合材料基體成型工藝過(guò)程通常會(huì)不可避免低損傷纖維，導(dǎo)致纖維性能下降，影響材料整體綜合性能。此外，中空織物z向纖維單薄，基體成型過(guò)程中對(duì)其損傷顯得尤為明顯。因此，需要在基體和纖維之間添加弱界面層材料，一方面是保護(hù)纖維不受損傷，另一方面，當(dāng)材料施加載荷時(shí)，界面層材料可以起到裂紋擴(kuò)展偏轉(zhuǎn)、裂紋擴(kuò)展終止，避免材料發(fā)生災(zāi)難性損毀。

文獻(xiàn)“表面處理對(duì)整體中空gf/cf混雜復(fù)合材料界面及力學(xué)性能的影響”采用dbd等離子處理及dbd等離子與偶聯(lián)劑涂覆相結(jié)合的處理方法對(duì)整體中空gf/cf混雜預(yù)制件進(jìn)行表面處理，并針對(duì)表面處理前后整體中空gf/cf混雜復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試?yán)谜婵蛰o助成型工藝將dbd等離子和偶聯(lián)劑涂覆復(fù)合處理前后的混雜預(yù)制件分別與環(huán)氧樹脂體系復(fù)合成型，并對(duì)成型后的整體中空gf/cf混雜復(fù)合材料進(jìn)行拉伸、彎曲、壓縮等基本力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明：復(fù)合處理后，整體中空gf/cf混雜復(fù)合材料的拉伸、彎曲、壓縮性能均有較大幅度提高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，旨在提供一種碳纖維中空立體織物復(fù)合材料zro2界面層的制備方法，其特征在于，包括以下順序步驟：

（1）將碳纖維中空立體織物浸入無(wú)水乙醇中，超聲清洗5~10分鐘，取出后烘干備用；

（2）采用電化學(xué)沉積法在碳纖維中空立體織物表面制備氧化鋯界面層，將2~4g/l氯氧化鋯（zrocl2·8h2o）與0.1~1g/l聚二烯丙基二甲基氯化銨（pdda）按照一定比例溶解于無(wú)水乙醇中，配制成穩(wěn)定電解液；

（3）將碳纖維中空立體織物放置到大燒杯中，接到電源的負(fù)極，兩個(gè)正極電極材料分別置于中空立體織物的兩側(cè)，與中空立體織物間距為0.5~2cm，將上一步驟配置好的電解液倒入到大燒杯中，沒(méi)過(guò)中空立體織物，插入超聲振動(dòng)棒，恒定電流50~100ma，電解沉積5~20min，正極電極材料可以選擇紫銅、鎳、鈦、鉑其中一種單獨(dú)使用或是混合使用；

（4）取出后，室溫下自然烘干12~24h；

（5）將上一步驟烘干后的樣品在氬氣氣氛下高溫?zé)崽幚恚瑹崽幚頊囟葹?00~1000℃；

（6）熱處理結(jié)束，中空立體織物纖維界面層形成。

本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)：1、電化學(xué)沉積效率高，周期短；2、熱處理溫度低，碳纖維損傷小，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能；3、界面層為氧化鋯，且均勻致密，耐高溫性能優(yōu)異。

附圖說(shuō)明

圖1為碳纖維中空立體織物復(fù)合材料zro2界面層的制備方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于

本技術(shù)：
所附權(quán)利要求所限定。

實(shí)施例1

（1）將碳纖維中空立體織物浸入無(wú)水乙醇中，超聲清洗10分鐘，取出后烘干備用；

（2）采用電化學(xué)沉積法在碳纖維中空立體織物表面制備氧化鋯界面層，將2g/l氯氧化鋯（zrocl2·8h2o）與0.5g/l聚二烯丙基二甲基氯化銨（pdda）按照一定比例溶解于無(wú)水乙醇中，配制成穩(wěn)定電解液；

（3）將碳纖維中空立體織物放置到大燒杯中，接到電源的負(fù)極，兩個(gè)正極電極材料分別置于中空立體織物的兩側(cè)，與中空立體織物間距為1cm，將上一步驟配置好的電解液倒入到大燒杯中，沒(méi)過(guò)中空立體織物，插入超聲振動(dòng)棒，恒定電流00ma，電解沉積10min，正極電極材料可以選擇紫銅、鎳、鈦、鉑其中一種單獨(dú)使用或是混合使用；

（4）取出后，室溫下自然烘干24h；

（5）將上一步驟烘干后的樣品在氬氣氣氛下高溫?zé)崽幚恚瑹崽幚頊囟葹?00℃；

（6）熱處理結(jié)束，中空立體織物纖維界面層形成。

實(shí)施例2

（1）將碳纖維中空立體織物浸入無(wú)水乙醇中，超聲清洗5分鐘，取出后烘干備用；

（2）采用電化學(xué)沉積法在碳纖維中空立體織物表面制備氧化鋯界面層，將4g/l氯氧化鋯（zrocl2·8h2o）與0.5g/l聚二烯丙基二甲基氯化銨（pdda）按照一定比例溶解于無(wú)水乙醇中，配制成穩(wěn)定電解液；

（3）將碳纖維中空立體織物放置到大燒杯中，接到電源的負(fù)極，兩個(gè)正極電極材料分別置于中空立體織物的兩側(cè)，與中空立體織物間距為1cm，將上一步驟配置好的電解液倒入到大燒杯中，沒(méi)過(guò)中空立體織物，插入超聲振動(dòng)棒，恒定電流100ma，電解沉積10min，正極電極材料可以選擇紫銅、鎳、鈦、鉑其中一種單獨(dú)使用或是混合使用；

（4）取出后，室溫下自然烘干24h；

（5）將上一步驟烘干后的樣品在氬氣氣氛下高溫?zé)崽幚恚瑹崽幚頊囟葹?00℃；

（6）熱處理結(jié)束，中空立體織物纖維界面層形成。

上述僅為本發(fā)明的兩個(gè)具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何形式的簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種碳纖維中空立體織物復(fù)合材料ZrO2界面層的制備方法，其特征在于，采用電化學(xué)沉積法在碳纖維中空立體織物表面制備氧化鋯界面層，將氯氧化鋯（ZrOCl2·8H2O），1~1g/l聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDDA）和無(wú)乙醇中按一定比例配制成穩(wěn)定電解液，碳纖維中空立體織物放置到大燒杯中，配置好的電解液倒入到大燒杯中，沒(méi)過(guò)中空立體織物，插入超聲振動(dòng)棒，恒定電流50~100mA，電解沉積5~20min，取出后，室溫下自然烘干12~24h后氬氣氣氛下400~1000℃熱處理，中空立體織物纖維界面層形成。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)：1、電化學(xué)沉積效率高，周期短；2、熱處理溫度低，碳纖維損傷小，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能；3、界面層為氧化鋯，且均勻致密，耐高溫性能優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：余盛杰;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.24
技術(shù)公布日：2017.10.10