电化学处理对碳纤维表面改性的研究
碳纤维表面处理方法的探讨
碳纤维表面处理方法的探讨1 引言碳纤维在混凝土中的分散状态是碳纤维混凝土制备和应用过程中的关键问题，对其导电性能、电一力和力一电等效应具有重要的影响。
国内外学者对碳纤维的分散开展了大量研究工作，美國纽约州立大学布法罗分校的D.D.L.Chung最早采用甲基纤维素（MC）作为分散剂对纤维分散进行改善。
此外，她还提出对碳纤维进行表面改性的两种方法：一种是将碳纤维浸泡在强氧化剂溶液中或在臭氧中处理[1]，在其表面形成具有亲水性的含氧官能团；另一种方法是将碳纤维浸泡在硅烷偶联剂溶液中，在纤维表面形成硅烷涂层而提高亲水性。
孙辉、孙明清等发现在水泥浆体中掺加羧甲基纤维素钠（CMC）和硅灰能显著改善碳纤维的分散性。
王闯等[2]使用甲基纤维素（MC）、羧甲基纤维素钠（CMC）、羟乙基纤维素（HEC）3种常用分散剂后发现分散剂对短碳纤维的分散效果为HEC>CMC>MC。
2 常用表面处理方法2.1 阳极氧化法阳极氧化法，又称为电化学氧化表面处理，是以碳纤维作为电解池的阳极，石墨作为阴极，在电解水的过程中利用阳极生产的“氧”，氧化碳纤维表面的碳及其含氧官能团，将其先氧化成羟基，之后逐步氧化成酮基、羧基和二氧化碳的过程。
阳极氧化法对碳纤维的处理效果不仅与电解质的种类密切相关，并且增加电流密度与延长氧化时间是等效的。
该表面处理方法可以通过改变反应温度、电解质浓度、处理时间和电流密度等条件进行控制。
通过此方法处理后，使碳纤维表面引入各种功能基团而改善纤维的浸润和黏接等特性，显著增加碳纤维增强复合材料的力学性能。
庄毅等[3]采用碳酸氢铵为电解质，对PAN基碳纤维进行阳极氧化处理后，测试发现复合材料的层间剪切断裂转变为张力断裂，使其ILSS提高了49%。
阳极氧化法的特点是氧化反应缓和，易于控制，处理效果显著，可对氧化程度进行精确控制，目前已得到广泛应用，是目前最具有实用价值的方法之一。
但是处理后残留电解质的洗净和干燥十分繁琐，需要连续的电化学处理设备，对处理后的碳纤维进行充分的水洗、烘干，会增加处理成本。
碳纤维表面和界面性能研究及评价
碳纤维表面和界面性能研究及评价一、本文概述碳纤维作为一种高性能的新型材料，因其独特的力学、热学和电学性能，在众多领域如航空航天、汽车制造、体育器材等中得到了广泛应用。
碳纤维的优异性能在很大程度上取决于其表面和界面的特性，因此，对碳纤维表面和界面性能的研究及评价具有非常重要的意义。
本文旨在全面深入地探讨碳纤维表面和界面的性能，包括表面形貌、化学结构、物理性质等方面，并通过对这些性能的评价，为碳纤维的制备、改性和应用提供理论依据。
文章将概述碳纤维的基本特性及其应用领域，然后重点介绍碳纤维表面和界面的性能研究方法，包括表面形貌观察、化学结构分析、物理性能测试等。
在此基础上，文章将评价不同表面处理方法和界面改性技术对碳纤维性能的影响，以期为提高碳纤维的综合性能和应用效果提供指导。
通过本文的研究，我们期望能够更深入地理解碳纤维表面和界面的性能特点，为碳纤维的进一步发展和应用提供有力支持。
也希望本文的研究成果能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、碳纤维表面性能研究碳纤维作为一种高性能的新型材料，其表面性能对其整体性能和应用领域具有重要影响。
因此，对碳纤维表面性能的研究成为了材料科学领域的一个研究热点。
碳纤维表面性能主要包括表面形貌、表面化学结构、表面能等方面。
表面形貌是指碳纤维表面的微观结构和粗糙度，它直接影响到碳纤维与基体之间的界面结合强度。
通过扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）等表征手段，可以观察到碳纤维表面的微观形貌，从而评估其表面质量。
表面化学结构是指碳纤维表面的官能团和化学键合状态，它决定了碳纤维的润湿性和与基体的相容性。
通过射线光电子能谱（PS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等分析技术，可以揭示碳纤维表面的化学结构，为改善其界面性能提供理论依据。
表面能是指碳纤维表面单位面积上的自由能，它反映了碳纤维与液体或气体的相互作用能力。
表面能的大小直接影响到碳纤维的浸润性和粘附性。
碳纤维表面改性方法与实验处理装置的研究
ｍｏ ｒ ｐｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｓ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｓ ， ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｈａ ｔ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｅ ｘ ｉ ｓ ｔ ｅ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｇ ｒ ｏ ｏ ｖ ｅ ｓ ｏ ｎ ｈｅ ｔ ｓ ｕ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｒｂ ａ ｏ ｎ ｉｂ ｆ ｅ ｒ
碳 纤维 表面 改 性方 法与 实 验 处 理装 置的 研 究
焦伟 民。 刘 诚 （ 东北林业大学 ， 黑龙江 哈 尔滨 １ ５ ０ ０ ４ ０ ）
摘
要： 分Байду номын сангаас 了几种常 用的碳 纤 维表 面改性处理 方法 ， 设 计 了采 用液相氧化 法对碳纤 维进行 小批量表 面改性
的 实验装置并制取 了碳 纤维表 面改性样品。 利 用扫描 电镜 对制得 的样品表 面形貌进行观察 ， 结果显 示， 经表 面改性 后的碳 纤维表 面 出现 了刻蚀 的沟槽 ， 增加 了比表 面积 ， 达到 了处理 目的 。 关键词 ： 碳 纤维 ； 表 面改性 ； 方法 ； 装 置
第４ ２ 卷
第３ 期
林 业 机 械 与 木 工 设 备 Ｆ Ｏ Ｒ Ｅ Ｓ Ｔ Ｒ Ｙ Ｍ Ａ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ｅ Ｒ Ｙ＆ＷＯ Ｏ Ｄ ＷＯ Ｒ Ｋ Ｉ Ｎ Ｇ Ｅ Ｑ Ｕ Ｉ Ｐ Ｍ Ｅ Ｎ Ｔ
碳纤维的改性及其纸基功能材料性能的研究
碳 纤 维是 经 过 １ ０ ～ｌ ０ ℃高温 碳化 制 得的 含碳 ３０ ６ ０ 量 高达 ９ ％以 上 的新 型碳材 料 ， 有密度 低 、 量高 、 ３ 具 模 强 度高等 突 出优 点…。 正是 因为碳 纤维具 有 以上优越 性
● ■
曩 ｛
能 ， 纤 维纸 基 功能材 料广 泛应 用于 防静 电材料 、 碳 电磁 屏 蔽材 料 、 面状 发 热 材 料 等领 域 。 特别 是高 纯度 的
２０１ ０
ＴＥＣＨ ＮｏＬｏ Ｙ Ｇ
Ａ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｆｃ ｔｏ ｏ ａ ｂｏ ｆｂ ｒ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｄｉｉａ ｉ ｎ ｆｃ ｒ ｎ ｅ ｉ ａ ｈｅｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ａ ｐｅ － ｓ ｄ ｎｄ ｔ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｓｐａ ｒｂａ ｅ －
ｆ ｕｎｃ ｉ ｎａ ａ ｅ ｉ ｌ ｔｏ ｌ ｍ ｔ ｒａ
ｏ ＨＡＮ ｎｊ Ｚ Ｏ ｕ ｎ ｓ ａ ， ＨＥ Ｋ — Ｙ Ｗｅ －ａ， ＨＡ Ｃｈ ａ — ｎ一 Ｃ Ｎ ｅｆ ， ＡＮＧ Ｒ ｎｄ ｎ １Ｙ ｉ ｈ ｕ ｅ — ａ ｇ， ＡＮＧ ｅ ．ｔｔ Ｋｅ ａ Ｆ ｉ Ｓａｅ ｙ Ｌ ｂ
２ 中 ２ 华纸－ 第３ １ 期 ２１年２ 卷第４ 。。 月
２ ０ ０１
ＴＥＣＨＮ ｏＬｏ ＧＹ
摘
要： 提 高碳纤维和所成纸 基功能材料 的性 能， 用一定浓度 的硝 酸对碳 纤维进行 了 为了 利 改性 。 利用Ｘ
射 线衍射 （ｌＤ、 描 电镜 （ Ｍ 等分 析手段 对 改 性后 碳 纤 维 进 行 分析 。 果 表 明： 着改性 的 进行 ， ｘｇ ）扫 Ｓ ） Ｅ 结 随 纤维
剂 的结 合 性 能 ， 于 提 高 碳 纤 维 纸 的 匀 度 和 强 度 有 重 要 对 作 用 。目前 碳 纤 维 改 性 的 方 法 主 要 有 气 相 氧 化 、 相 Ｊ液 氧 化 川 、 电化 学 氧 化 ”， 、 面 涂 层 处 理 表 、 离子 等 体 处 理 “ 等 方 法 。 文 探 讨 了 硝 酸 液 相 改 性 对 碳 纤 维 本 性 质及 碳 纤 维 纸 性 能 的 影 响 。
碳纤维表面处理与改性
碳纤维表面处理与改性碳纤维很少单独使用，主要用作复合材料的增强体，其力学性能优势通过复合材料发挥出来。
但复合材料的性能不仅取决于碳纤维本身，更取决于碳纤维与基体之间的界面。
良好的界面结合才能将载荷有效传递给碳纤维，从而充分发挥碳纤维的高强度、高模量特性。
反之，如果碳纤维与基体之间的界面性能较差，应力无法在界面有效传递，则碳纤维的力学性能优势难以发挥出来，将导致复合材料的性能下降。
碳纤维经过高温炭化处理后，大部分非碳元素被脱除，纤维表面呈现较高的惰性，导致在制造复合材料时基体对碳纤维的浸润性变差。
通过对碳纤维进行表面改性，可以改善其表面活性以及与基体的浸润性，增强纤维与基体之间的相互作用，从而有利于复合材料力学性能的提高。
因此，表面处理工艺是碳纤维制备过程中的重要环节之一。
碳纤维的表面改性处理方法有很多，如气相氧化法（包括空气氧化、臭氧氧化）、等离子体处理、液相氧化法（包括酸液氧化、阳极氧化)、表面涂层法、表面接枝法等。
每种处理方法都有自己的优缺点，如气相氧化法流程短，碳纤维经过气相氧化处理后可直接上浆，不需要配套水洗和干燥设备，但是其氧化程度不易控制。
而阳极氧化法具有氧化程度易于控制、氧化过程缓和、氧化效果显著等特点，但该方法需要配套水洗和干燥设备，流程较长。
阳极氧化法的最大优点是处理时间短，能够满足连续生产的要求，因而成为目前国内外碳纤维生产线在线配套的主要方法。
此外，近几年表面涂层法和表面接枝法也发展迅速，特别是基于纳米材料和高分子材料的碳纤维表面改性方法研究较多，在实验室取得了良好的效果，有望成为新一代在线配套的表面处理方法。
1、阳极氧化法阳极氧化法通常是在电解质溶液中以碳纤维为阳极、石墨板为阴极对碳纤维表面进行电化学处理。
电解质溶液种类较多,主要可以分为酸性、碱性及中性三种。
酸性电解质主要为无机含氧酸,如硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等;碱性电解质有氢氧化钠、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化镁磷酸钾、磷酸钠等;中性电解质主要有硝酸钾、硝酸钠以及碳酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵等铵盐类电解质。
碳纤维表面改性
碳纤维表面改性(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--碳纤维表面处理研究现状碳纤维表面处理研究现状摘要：综述了碳纤维的应用领域，当前国内外的碳纤维的生产状况，分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。
分析结果表明：国外对我国碳纤维生产进行了技术封锁，我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。
电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好，处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多，生产条件易于控制，该方法很好应用于工业生产。
关键词：碳纤维；表面处理；电化学氧化法；引言随着国防科技要求的不断提高，航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高，碳纤维复合材料以其耐高温，耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。
国外碳纤维材料生产研发较早，现今以日本，美国等国家的生产技术领先于世界。
碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为：粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基（PAN）碳纤维。
碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。
碳纤维表面的活性基团较少，表面光滑，为更好的与基体材料结合，需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。
碳纤维表面处理按当前的研究现状可以分为氧化法和非氧化法。
在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。
1 碳纤维应用领域及国内外生产状况碳纤维复合材料具有卓越的物化性能，被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械[1]。
碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等，因碳纤维的轻质、高强度等特点，飞行器的噪音小，飞行所需的燃料消耗降低。
据有关报道，飞行器每降低1kg的质量，运载飞行器的火箭可以减轻500kg。
航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t，到2010年的1万t，预计今年将达到万t。
在飞机的制造中，纤维复合材料应用比例都明显的增加。
碳纤维表面改性
碳纤维表面处理改性
3 .碳纤维的表面处理 3.1 氧化处理 3.1.1 气相氧化法(图右为氧化示意图) 气相氧化使用的氧化剂有空气、氧气、臭氧等含氧 气体。氧化处理后，碳纤维表面积增大，官能基团 增多，可以提高复合材料界面的粘接强度和材料的 力学性能。如把碳纤维在４５０℃下空气中氧化１ ０min，所制备的复合材料的剪切强度和拉伸强度 都有提高；采用浓度０．５～１５ｍｇ／Ｌ的臭氧 连续导入碳纤维表面处理炉对碳纤维进行表面处理， 经处理后碳纤维复合材料的层间剪切强度可达７ ８．４～１０５．８ＭＰａ；
３．２．3聚合物涂层 碳纤维经表面处理后，再使其表面附着薄层
聚合物，这就是所谓的上浆处理。这层涂覆 层即保护了碳纤维表面，同时又提高了纤维 对基体的浸润性。
３．２．4表面生成晶须法 在碳纤维表面，通过化学气相沉积生成碳化硅、硼 化金属、二氧化钛、硼氢化合物等晶须，能明显提 高复合材料的层间剪切强度，并且晶须质量只占纤 维的０．５％ ～４％，晶须含量在３％～４％时 层间性能达到最大。生长晶须的过程包括成核过程 以及在碳纤维表面生长非常细的高强度化合物单晶 的过程。尽管晶须处理能获得很好的效果，但因费 用昂贵、难以精确处理，故工业上无法采用。
碳纤维表面改性
1121416028
一.定义 二.碳纤维表面结构 三.碳纤维的表面处理 1 氧化处理 2 表面电聚合 3 聚合物涂层 4 表面生成晶须法 5 等离子体处理 四.展望
碳纤维
定义 碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理 而得到的微晶石墨材料。碳纤维的微观结 构类似人造石墨，是乱层石墨结构，是一 种力学性能优异的新材料 。 碳纤维增强树脂基复合材料（ＣＦＲＰ） 由于具有密度小、比强度高、比模量高、 热膨胀系数小等一系列优异特性，在航天 器结构上已得到广泛的应用。其中碳纤维 是增强体，为主要的承力结构，树脂基体 起连接纤维和传递载荷的作用。
电化学处理对PAN基碳纤维表面特征的影响
ｔｏｙ ｎ ｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓｃ ｎ ａｆ ｃ ｈ ｏ ｆ ｕ ａｉｎ ｏ ｐ ｃｆｃ ｆ ｎ ｔ ｎ ｌｇ ｏ ｐ ，ｔ ｅ ｄｆｅｅ ｃ ｆｆｒ ｄ ａ ｏ ｎ ｓｏ ｒ ｌ ｔｓ ａ ｄ ｔｍ ｅ ａｕ ｅ ａ ｆｅ ｔｔ ｅ ｃ ｎ ｇ ｒｔｏ ｆｓ ｅ ｉ ｕ ｃ ｉ ａ ｒｕ ｓ ｈ ｉ ｒ ｎ ｅ ｏ ｏ ｍｅ ｍ ｕ ｔ ｆ ｉ ｉ ｏ
维的表面性能采用 Ｓ Ｍ、 Ｐ 、 Ｅ Ｘ Ｓ 亚甲基蓝（ Ｂ ） Ｍ 吸附 、 ａ ａ Ｒ ｍ ｎ光谱进行表征。结果发现碳纤维在 电化 学氧 化处理后
表 面官能 团增 多而且沟槽 加深。 电解质 及 电解 液温度对碳 纤维表 面特 定官能 团的生成 量有 影响 ， 羟基 和 羧基的
生成数量最 多相差 ６ ．８ 、８ ５ ％ ； － １３ ％ ９ ．９ ｇ 酸性 电解 质溶 糙 。升 表 高电解液温度有助 于活性氧对碳 纤维表 面的氧化 刻蚀 。处理后的碳 纤维表面微 晶尺寸最 多减 少 ９ ７ ％ 。 ．５
电化 学 处 理 对 Ｐ Ｎ基 碳 纤 维 表 面特 征 的影 响 Ａ
王力勇
文 摘
杨 常玲
吕永 根
刘 鑫
张艳 霞
（ 华 大学 ～ 海 东
２ １２ ） ０ ６０
将 Ｐ Ｎ基碳 纤维（ Ａ 东邦 １ ６０ ６ ） 不同温度 的酸性及 盐类电解质溶液 中进行 电化 学处理。碳纤 Ｍ０—Ｋ 在
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电化学处理对碳纤维表面改性的研究
摘要：简要介绍了碳纤维表面电化学处理的作用和工艺，分析了电化学处理效
果的影响因素，及其对纤维力学性能和层间剪切强度的影响。
关键词：电化学处理；电解；层剪；刻蚀
引言
碳纤维表面经过电化学处理，可以提升其与树脂基体的结合牢固性，但同时会牺牲一定
的力学性能。
1 电化学处理的作用
纤维经过高温炭化工序后，表面缺少活性基团，导致其与树脂的结合效果差，表现为层
间剪切强度（以下简称“层剪”）低。
当纤维-树脂复合材料受力时，由于纤维与树脂结合力弱，外力并不能很好地从树脂传递到纤维上，使得整体承载能力降低。
经电化学处理后，纤维表
面发生氧化反应，生成羰基、羧基等不饱和含氧官能团，增强了纤维与树脂之间的化学键合力，使两者结合得更牢固。
另外，电化学处理对纤维表面有刻蚀作用，增加了粗糙度，从物
理方面增强了纤维与树脂的结合性。
2 电化学处理的原理
电化学处理过程实际上是一个将电能转化为化学能的过程，利用碳纤维的导电性，将其
作为阳极，发生氧化反应，在纤维与阴极之间充满电解液，然后通入直流电构成完整回路。
在电压作用下，水或OH-在纤维表面放电（酸性和中性电解液主要是水，碱性电解液主要是OH-），产生活性氧对纤维表面进行氧化，最终生成所需的含氧官能团。
3 影响电化学处理的因素
影响电化学处理效果的因素有很多，如电解质的种类、浓度、温度，处理时间和电流密
度等。
其中处理时间可通过走丝速度来调节，各纤维生产商工艺定型后走丝速度一般就已固定，不再做调整，因此处理时间在此不再讨论。
3.1 电解质种类
不同种类电解质对纤维表面的电化学处理效果有较大差异，即使浓度相同，电导率不同，则电流密度不同；另外，酸/碱度不同，则氧化效果不同，一般酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。
3.2 电解液温度
电解液温度会影响电化学反应的难易程度和反应速度，且温度越高，反应越容易发生，
反应速度越快。
经研究发现，温度的升高会使水的析氧、析氢反应更早、更快地发生，单位
时间产生出更多的活性氧，使得纤维表面的氧化反应更为剧烈。
3.3 电解液浓度
电解液浓度会影响电化学反应的速度，且浓度越大，反应速度越快，但不会影响其发生
的难易程度。
经研究发现，浓度越高，电解液的析氧、析氢反应越剧烈，单位时间产生的活
性氧越多，表现为氧化反应的速度快。
3.4 电解液电流密度
3.4.1 电流密度对纤维表面含氧官能团的影响
经研究发现，未经电化学处理的纤维表面O的存在形式主要是C-O；而经过电化学处理
的纤维表面碳环被打开，C-C先被氧化成C-O，再被氧化成C=O和-O-C=O，生成羰基、羧基
等含氧官能团，即C-O的数量先增加后减少，C=O的数量持续在增加。
我们可用C-O和C=O
的比例来判断纤维表面的氧化程度，也可用来评估电解质的氧化能力。
需要注意的是，随着电流密度增加，酸性电解液单位时间在纤维表面生成的C=O和-O-
C=O等不饱和官能团多于碱性电解液，即酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。
纤维厂商
往往根据自身产品特点选用合适的电解质，如石墨纤维因表面质地紧密，需采用NH4H2P04
等酸性电解质提供更强的氧化效果，而普通碳纤维则采用NH4HC03等弱碱性电解质即可。
3.4.2 电流密度对纤维表面刻蚀的影响
若采用碱性电解液，氧在较低的电流密度作用下即可析出，OH-在纤维表面产生大量的活
性氧。
OH-因体积小可以进入纤维表面的石墨片层之间，并在该处发生析氧反应。
随着氧的
聚集和逸出，纤维表面会产生鼓起和塌陷，石墨片层在此类反复运动中发生脱落，形成沟槽
和凹陷。
可见，碱性电解液中的刻蚀主要是物理作用的结果。
若采用酸性电解液，水中析出的活性氧对纤维表面的不饱和碳原子和结构边缘处的孤立
碳原子进行氧化，将六边形碳环打开，使其结构不再稳定，继而让更多的碳原子被氧化。
可见，酸性电解液中的刻蚀主要是化学作用的结果。
4 电化学处理工艺
电化学反应需要阳极、阴极和电解液，三者缺一不可，然后在直流电作用下使三者成为
一个完整的回路。
其中，阳极辊与电源正极相连，由不锈钢、石墨等导电材质制成，丝束运
行时与之接触，因碳纤维具有导电性，成为阳极。
阳极辊下方的电解槽盛放电解液，槽底安
装石墨板，石墨板与电源负极相连，成为阴极。
纤维由四氟辊导入电解槽，浸没于电解液中，运行方向与石墨板平行。
调节电压可改变电流密度，调节走丝速度可改变反应时间，电解液
浓度需定时监控并及时补加电解质。
5 电化学处理对碳纤维性能的影响
5.1 对力学性能的影响
纤维表面存在缺陷时，反应过程中更容易受到刻蚀作用，使原有缺陷被放大，或者产生
新的缺陷点。
纤维受力时，缺陷处将产生应力集中，容易造成断裂，降低了断裂伸长率和拉
伸强度等力学性能。
5.2 对复合材料界面结合强度的影响
电化学处理能大幅提高纤维的层剪，可从化学和物理两方面来分析。
电化学处理可以在
碳纤维表面引入大量的含氧官能团，提高表面极性，增加碳纤维与基体树脂之间的化学键合力；另外，纤维表面沟槽加深，与基体树脂能很好地嵌合成一体，树脂本身并不具备良好的
承载能力，但其受力时，能将负载大部分传递给纤维，分摊负载。
因此，层剪的提升是含氧
官能团数量增多和粗糙度两者共同作用的结果。
综上所述，碳纤维-树脂复合材料的承载能力主要受纤维力学和层剪两者的影响，但两者
往往顾此失彼，需要寻求最佳结合点才能发挥复合材料的优势，寻求方法就是电化学处理。
好的处理效果是电解质种类、电解液温度、电解液浓度、走丝速度和电流密度共同作用的结果，而在实际生产中，改变电流密度只需调整电源电压，方便快捷，是首选的调节方式。
6 结语
（1）电解质种类对电化学处理效果影响很大，酸性电解液比碱性电解液氧化能力强。
（2）电解液温度越高，电化学反应越容易发生，反应速度越快。
（3）电解液浓度不会影响电化学反应的难易程度，但浓度越高，氧化反应速度越快。
（4）碱性电解液中，纤维表面刻蚀主要是物理作用，酸性电解液中，则主要是化学氧化作用。
（5）电化学处理后，纤维力学性能会下降，但层剪会增加，实际生产中需根据需要选择合适的电化学处理工艺。
参考文献
[1]贺福，碳纤维及石墨纤维[M]。
北京：化学工业出版社，2010。
[2]藤骞昭，电化学测定方法[M]。
北京：北京大学出版社，1995。