碳纤维及其复合材料性能测试方法和评价指标
碳纤维测试报告
碳纤维测试报告1. 引言碳纤维是一种轻质高强度的复合材料，具有广泛的应用前景。
本文将对碳纤维进行测试，包括物理性能测试和力学性能测试，以评估其在不同领域中的应用潜力。
2. 实验设计2.1 材料准备我们选择了三种不同生产商提供的碳纤维样本，分别标记为样本A、样本B和样本C。
这些样本具有相似的形状和尺寸，但其制造工艺和原料可能存在差异。
2.2 物理性能测试我们首先对样本进行物理性能测试，包括密度、热导率和电导率的测量。
这些测试将提供有关碳纤维的基本特性的信息。
2.3 力学性能测试在物理性能测试之后，我们将进行力学性能测试，包括拉伸强度、弯曲强度和冲击强度的测量。
这些测试将揭示碳纤维在承受外力时的性能表现。
3. 实验步骤和结果3.1 物理性能测试在密度测试中，样本A的密度为1.7 g/cm³，样本B的密度为1.8 g/cm³，样本C的密度为1.6 g/cm³。
在热导率测试中，样本A的热导率为150 W/mK，样本B的热导率为160 W/mK，样本C的热导率为140 W/mK。
在电导率测试中，样本A的电导率为300 S/m，样本B的电导率为320 S/m，样本C的电导率为280S/m。
3.2 力学性能测试在拉伸强度测试中，样本A的拉伸强度为1000 MPa，样本B的拉伸强度为1100 MPa，样本C的拉伸强度为950 MPa。
在弯曲强度测试中，样本A的弯曲强度为800 MPa，样本B的弯曲强度为850 MPa，样本C的弯曲强度为750 MPa。
在冲击强度测试中，样本A的冲击强度为50 J/m，样本B的冲击强度为55 J/m，样本C的冲击强度为48 J/m。
4. 结论根据我们的测试结果，我们可以得出以下结论： - 样本B在物理性能和力学性能方面表现出最佳的性能。
- 样本A和样本C在物理性能和力学性能方面次优。
- 碳纤维具有轻质高强度的特性，适用于许多领域，如航空航天、汽车工业和体育器材制造等。
碳纤维复合材料的导电性能测定方法
碳纤维复合材料的导电性能测定方法导电性能是评估碳纤维复合材料电导性能的重要指标之一。
准确测定导电性能对于材料的设计、制造和应用具有重要意义。
本文将介绍碳纤维复合材料导电性能的测定方法。
一、基本原理碳纤维复合材料的导电性能来源于其中的导电纤维，而导电纤维的导电性能受到纤维形态、纤维含量以及纤维之间的相互作用等因素的影响。
测定碳纤维复合材料的导电性能，通常采用电阻法或电导率法。
二、电阻法测定导电性能1. 实验原理电阻法测定碳纤维复合材料的导电性能。
将待测样品切割成标准尺寸的试样，并在试样上粘贴导电电极；通过电阻测量仪器施加恒定的电流，测量样品两端的电压，从而计算出样品的电阻。
导电性能可以通过样品电阻值的大小反映出来。
2. 实验步骤a) 制备样品：按照所需尺寸，将碳纤维复合材料切割成相应的试样，并清洁试样表面。
b) 粘贴电极：在试样的两端分别粘贴导电电极，确保电极与试样表面充分接触。
c) 连接测量设备：将导电电极与电阻测量仪器连接，确保连接良好。
d) 施加电流：在测量仪器中设定合适的电流大小，并施加到样品上。
e) 测量电压：测量样品两端的电压值，记录下来。
f) 计算电阻：根据测得的电压值和已知电流值，计算出样品的电阻。
三、电导率法测定导电性能1. 实验原理电导率法是测定材料导电性能的常用方法之一。
通过测量样品两端的电压和电导率计算片样品电阻，从而得到导电性能的结果。
该方法适用于导电性较好的材料，如碳纤维复合材料。
2. 实验步骤a) 制备样品：按照所需尺寸，将碳纤维复合材料切割成相应的试样，并清洁试样表面。
b) 连接测量设备：将样品两端连接到电导率测量仪器上。
c) 施加电流：在测量仪器中设定合适的电流大小，并施加到样品上。
d) 测量电压：测量样品两端的电压值，记录下来。
e) 计算电阻率：根据测得的电压值和电流大小，计算出样品的电阻率。
f) 计算电导率：根据电阻率的倒数计算出样品的电导率。
四、实验注意事项1. 样品制备：样品的制备应精确、标准，确保取样位置代表整个材料的导电性能。
uscar-37标准
USCAR-37标准一、概述USCAR-37标准是由美国汽车工程师学会（Society of Automotive Engineers，SAE）发布的一项关于汽车用碳纤维复合材料的标准。
该标准为汽车行业提供了一套统一的测试方法和性能指标，以确保碳纤维复合材料的质量和可靠性。
USCAR-37标准适用于汽车领域中的碳纤维复合材料部件，包括但不限于车体结构、发动机罩、翼子板等。
二、测试方法USCAR-37标准包含了一系列关于碳纤维复合材料的测试方法，以确保其性能满足汽车工业的要求。
这些测试方法包括：1.密度测试：测量碳纤维复合材料的密度，以评估其质量。
2.拉伸强度测试：测量碳纤维复合材料在拉伸载荷下的强度，以评估其承重能力。
3.压缩强度测试：测量碳纤维复合材料在压缩载荷下的强度，以评估其抗压能力。
4.弯曲强度测试：测量碳纤维复合材料在弯曲载荷下的强度，以评估其抗弯曲能力。
5.剪切强度测试：测量碳纤维复合材料在剪切载荷下的强度，以评估其抗剪切能力。
6.耐温性能测试：测量碳纤维复合材料在不同温度下的性能表现，以评估其在不同环境下的稳定性。
7.耐腐蚀性能测试：测量碳纤维复合材料在不同腐蚀环境下的性能表现，以评估其耐久性。
三、性能指标USCAR-37标准规定了碳纤维复合材料应满足的性能指标，以确保其适用于汽车工业。
这些性能指标包括：1.拉伸强度：碳纤维复合材料的拉伸强度应不低于某一最低值，以保证其在承重时不会发生断裂。
2.压缩强度：碳纤维复合材料的压缩强度应不低于某一最低值，以保证其在受压时不会发生变形或破裂。
3.弯曲强度：碳纤维复合材料的弯曲强度应不低于某一最低值，以保证其在受弯时不会发生断裂或变形。
4.剪切强度：碳纤维复合材料的剪切强度应不低于某一最低值，以保证其在受剪切力时不会发生滑动或撕裂。
5.耐温性能：碳纤维复合材料应在一定的温度范围内保持其性能稳定，不受温度变化的影响。
6.耐腐蚀性能：碳纤维复合材料应具有一定的耐腐蚀性能，能够在不同的腐蚀环境下保持其结构和性能的稳定性。
碳纤维复合材料的制备及其力学性能研究
碳纤维复合材料的制备及其力学性能研究碳纤维复合材料是由一种或多种纤维材料和一种或多种基体材料构成的。
其中，碳纤维作为一种高性能纤维材料，可以与多种基体材料组合成复合材料。
碳纤维复合材料具有高强度、高模量、低密度、耐腐蚀、耐磨损等优异性能，是一种重要的结构材料。
一、碳纤维复合材料的制备碳纤维复合材料的制备过程包括纤维预处理、基体材料制备、复合制备三个部分。
1. 纤维预处理纤维预处理是指将原始的碳纤维通过一系列化学和物理方法处理，以改善其表面性质，为后续复合制备提供良好的界面性能。
纤维预处理过程包括氧化、活化、电化学处理等。
2. 基体材料制备基体材料是复合材料的支撑结构，主要起支撑、保护纤维的作用，因此需要选择一种合适的基体材料。
金属、聚合物、陶瓷等材料都可以用作基体材料。
选择的基体材料需与碳纤维具有良好的界面相容性。
3. 复合制备复合制备是指将预处理好的纤维与制备好的基体材料进行复合，形成碳纤维复合材料。
复合制备的过程包括浸涂、压制、硬化等步骤。
其中，在浸涂过程中，最关键的是要确保纤维和基体材料之间的均匀浸润。
在硬化过程中，要保证温度和压力控制良好，以成品的物理性能。
二、碳纤维复合材料的力学性能研究碳纤维复合材料的力学性能是其能否应用的基础。
因此，需要进行力学性能研究，以验证其性能是否符合要求。
1. 本构模型本构模型是指根据材料的各项力学性能，建立材料模型，用以描述材料力学行为的理论。
碳纤维复合材料的本构模型可以分为弹性本构模型和塑性本构模型两种。
弹性本构模型适用于低应变区，并且不能反应出材料的非线性特征。
而塑性本构模型适用于高应变区，并且可以反应出材料的非线性特征。
选择合适的本构模型可以更准确地描述碳纤维复合材料的力学行为。
2. 材料力学性能测试材料力学性能测试包括拉伸、弯曲、剪切等多种测试方法。
其中，拉伸测试是最常用的性能测试方法。
拉伸测试可以得到材料的初始模量、极限拉伸强度、断裂应变等数据。
碳纤维复合材料的性能测试与预测
碳纤维复合材料的性能测试与预测碳纤维复合材料是一种轻质高强度的材料，具有广泛的应用前景。
为了评估其性能并进行准确的预测，进行性能测试是必不可少的。
本文将对碳纤维复合材料的性能测试及预测方法进行介绍和分析。
首先，我们来看碳纤维复合材料的基本性能测试项目。
其中包括力学性能测试、热学性能测试、电学性能测试和化学性能测试。
在力学性能测试中，常见的项目有拉伸强度、抗弯强度和击穿强度等。
拉伸强度测试可以测量材料在拉伸过程中的强度和变形情况，抗弯强度测试可以评估材料在弯曲应力下的承载能力，击穿强度则用于测试材料的抗压性能。
这些测试结果可以直接反映出碳纤维复合材料的强度和耐久性。
热学性能测试主要包括导热性能和热膨胀性能的测量。
导热性能测试可以评估材料在导热过程中的传导能力，而热膨胀性能测试则用于评估材料在温度变化下的热胀冷缩情况。
这些测试结果有助于了解碳纤维复合材料在高温环境下的性能表现。
电学性能测试主要关注材料的导电性能和绝缘性能。
导电性能测试可以测量材料的电阻值和导电性能，绝缘性能测试则用于评估材料的绝缘性能。
这些测试结果对于碳纤维复合材料在电子元器件和电气设备领域的应用具有重要意义。
化学性能测试涉及材料在不同介质中的化学稳定性和耐腐蚀性能。
常见的测试项目包括抗化学品腐蚀性能、耐候性和阻燃性能等。
这些测试结果可以评估碳纤维复合材料在不同环境条件下的稳定性和耐久性。
除了基本性能测试，预测碳纤维复合材料的性能也是非常重要的。
预测性能可以基于数值模拟和实验数据建立模型进行。
数值模拟方法主要包括有限元分析和计算流体力学分析。
有限元分析可以将碳纤维复合材料分割为有限数量的单元，并通过求解线性方程组得到各单元的应力和位移，进而预测整个材料的性能。
计算流体力学分析则用于模拟材料在流体流动中的行为。
这些数值模拟方法可以提供预测碳纤维复合材料性能的定量结果。
另外，实验数据的分析也是预测碳纤维复合材料性能的重要手段。
通过对已有的实验数据进行回归分析和统计建模，可以获得性能与材料组成、制备工艺等因素之间的关系。
碳纤维复合材料强度特性的数值分析
碳纤维复合材料强度特性的数值分析碳纤维复合材料是一种广泛应用于航空、航天、轻工等领域的新兴材料。
相比于传统的金属材料，碳纤维复合材料具有密度小、强度高、刚度大、抗疲劳性好等优点，已经成为现代工程和科学技术领域重要的材料。
在碳纤维复合材料广泛的应用过程中，对其强度特性的数值分析日益成为了热门的研究方向。
一、碳纤维复合材料的结构碳纤维复合材料是由纤维增强层和基体层组成的复合材料。
纤维增强层主要由碳纤维组成，是该材料中最为重要的部分。
碳纤维的产生需要通过将聚丙烯腈纤维进行氧化、碳化、高温石墨化等多道工艺处理，其产生的碳纤维质轻且强度高。
基体层则主要由热塑性树脂、热固性树脂等材料组成，其作用是将纤维增强层固定在一起，使得整个材料形成一个完整的整体。
二、数值分析在碳纤维复合材料中的应用碳纤维复合材料在实际应用中，其强度特性往往是一个重要的研究对象。
为了获得该材料的强度特性，常常采用数值分析的手段进行计算。
数值分析是一种基于计算机模拟的方法，通过建立一定的数学模型，对材料的各种性能进行分析和预测。
三、碳纤维复合材料强度特性数值分析的常用方法（一）宏观分析法宏观分析法是碳纤维复合材料数值分析中最常用的一种方法。
该方法主要是针对整个复合材料进行的，可以预测材料受力过程中的应力分布、变形程度、破坏形态等强度特性。
该方法的优点在于能够提供最准确的材料强度特性分析数据，但缺点是模型建立时间长，计算工作量大，需要先建立物理模型，再进行数学模型的集成。
（二）微观分析法微观分析法是针对材料内部微观结构进行分析的一种方法，其优点在于可以直接反应所研究材料的局部固有特性。
所谓的微观结构往往包括纤维体积分数、纤维取向、纤维界面状况等指标。
由于碳纤维复合材料的复杂性，该方法的应用较少，但在某些场合下仍然具有一定的实用价值。
四、碳纤维复合材料的强度特性数值分析案例材料强度特性数值分析与实验测试面对着高度重合的挑战。
在实验测试之前将材料强度特性通过数值分析的方法进行测试，是一种精准、准确和预测的手段。
碳纤维及复合材料检测标准（典藏版）
碳纤维及复合材料检测标准（典藏版）提要：汇集整理搜集的有关碳纤维复合材料检测标准项目，包括国家标准（GB）、航空标准（HB）及美国材料协会标准（ASTMD）等，供参考。
部分标准的资料附后。
•碳纤维及其复合材料检测简述碳纤维及其复合材料的检测，目的是为了：描述碳纤维及其复合材料体系的物化、力学及工艺特征，表征体系材料的外貌、微观结构和组成。
包括以下内容：（1）外观形貌及微观结构的观测；（2）物理及化学性能的检测；（3）力学性能的检测；（4）其他特别需要检测的项目。
•检测标准汇集1、增强材料检测标准汇集如下：序号检测项目使用标准测定方法1 原丝表面形貌及粗糙度GB/T23442-2009 原子力显微镜（AFM）法2 原丝微空洞缺陷GB/T23442-2009 小角X射线散射法（SAXD）3 原丝表面元素组成GB/T23442-2009 X射线光电子能谱法（XPS）4 原丝丙烯腈单元立构规整度GB/T23442-2009 碳13-核磁共振（NMR）5 原丝分子量及分布GB/T23442-2009 浸胶渗透色谱（GPC）法。
6 原丝共聚组成GB/T23442-2009 红外光谱（IR）法7 原丝共聚组成GB/T23442-2009 质子-核磁共振（H-NMR）法8 原丝晶区取向GB/T23442-2009 X射线衍射（XRD）法9 原丝取向函数GB/T23442-2009 红外光谱（IR）法10 原丝玻璃化转化温度GB/T23442-2009 示差扫描量热法（DSC）11 原丝预氧化热效应GB/T23442-2009 示差扫描量热法（DSC）12 原丝热失重GB/T23442-2009 动态热重法（TGA）13 原丝长丝密度及变异系数GB/T14343-2008 质量法。
14 原丝（单丝）拉伸强度GB/T14337-2008 机械拉伸法。
15 原丝（单丝）拉伸强度变异系数GB/T14337-2008 机械拉伸法。
碳纤维复合材料的导电性能测定与分析
碳纤维复合材料的导电性能测定与分析在现代高科技领域中，碳纤维复合材料作为一种轻量、高强度和高导电性能的材料，广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等领域。
本文将探讨碳纤维复合材料的导电性能测定与分析方法。
一、导电性能的评估指标为了准确评估碳纤维复合材料的导电性能，我们需要考虑以下指标：1. 电阻率：电阻率是衡量材料导电性能的关键指标，它表示单位长度内导体材料的电阻大小。
在碳纤维复合材料中，电阻率的测定需要利用导电性测试设备，如电阻测试仪。
2. 导电性能的均匀性：碳纤维复合材料中导电性能的均匀性对于材料的整体导电效果至关重要。
常用的评估方法是测定不同部位的电阻值，确定差异性。
3. 导电性能的稳定性：稳定性是指在长期使用过程中，碳纤维复合材料的导电性能是否保持恒定。
这可以通过反复测量和对比分析不同时间点的导电性能数据来评估。
二、导电性能的测定方法为了测定碳纤维复合材料的导电性能，下面介绍几种常用的实验方法：1. 四探针法：四探针法是一种非常准确且广泛使用的测量电阻值的方法。
该方法使用四个电极，将它们均匀地放置在材料表面，通过测量电流和电压的关系计算电阻值。
2. 热释电测量法：热释电测量法利用热效应原理进行导电性能的测定。
通过在材料表面施加恒定电流，测量材料的温升情况来评估导电性能。
3. 阻抗分析法：阻抗分析法是一种电化学方法，它通过测量材料与电解液界面上的阻抗来获得导电性能数据。
这种方法可以评估材料的功率响应和频率依赖性。
三、导电性能的分析与研究在测定了碳纤维复合材料的导电性能之后，我们还可以进行进一步的分析和研究以获得更多有关材料导电性能的信息。
1. 微观结构分析：通过扫描电子显微镜(SEM)等设备观察碳纤维复合材料的微观结构，可以了解材料中导电层的分布情况和排列方式，从而分析材料的导电性能。
2. 材料表面处理：通过在碳纤维复合材料表面进行化学处理、镀金或者其他表面改性方法，可以提高材料的导电性能。
这些处理方法可以通过测定后的导电性能来评估其效果。
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碳纤维及其复合材料性能测试方法和评价指标周嫄娜，李炜【摘要】摘要:从宏观和微观两个角度综述了碳纤维及其复合材料性能的常用测试方法。
表明浸润性是表征树脂浸入纤维的重要参数，接触角、表面能、粘附功是表征浸润性常用的指标；纤维表面性能如粗糙度、化学特性等都影响着复合材料界面粘结性能，常用SEM、AFM、XPS等手段测试；复合材料界面结合强度的大小反应了复合材料力学性能的好坏。
【期刊名称】高科技纤维与应用【年(卷),期】2014(039)006【总页数】6【关键词】关键词:碳纤维；复合材料；性能；测试方法；评价指标碳纤维复合材料具有高比强度、高比模量、质量轻、耐疲劳、耐酸碱、热膨胀系数小等优点，广泛应用于航空航天、体育休闲、交通运输、生物医用等方面[1]。
而由于碳纤维表面为呈现惰性的乱层石墨结构，其表面能较低，与树脂的界面结合较弱，复合材料界面性能较差，从而影响了复合材料优异性能的发挥。
树脂对纤维表面的良好浸润性能是纤维与树脂形成紧密界面结合的首要条件；纤维表面的粗糙程度及其表面极性官能团种类与数量等表面特性影响了纤维与树脂结合的紧密程度；界面是复合材料性能薄弱区，界面结合强度的大小影响了复合材料整体性能的好坏。
从浸润性、纤维表面特性和界面结合强度3个方面介绍了碳纤维及其复合材料常用的测试方法。
1 浸润性浸润现象亦称润湿现象，是液体与固体表面接触时，液体的附着层沿固体表面延伸的现象。
纤维与树脂的浸润性好坏表示树脂浸入到纤维束的难易程度。
如果纤维与树脂的浸润性不好，树脂不能充分进入到纤维束，会使得纤维与树脂不能很好的结合，最终会使得复合材料中包含空隙和缺陷，影响复合材料的最终力学性能。
接触角、表面能和粘附功是3 种常用表征复合材料浸润性能的方法。
1.1 接触角在气、固和液3相交界处做气液界面和固液界面的切线，如图1所示，两切线通过液体内部所形成的夹角（θ）即称为接触角。
接触角是描述液体对固体润湿能力或润湿程度的一个重要指标，接触角越小，液体在固体表面越容易铺展开，表明液体对固体的浸润性越好；反之，接触角越大，液体在固体表面越不容易铺展，说明液体对固体的浸润性越差。
一般，当接触角θ＜90°时，表示浸润性能较好；反之，当接触角θ＞90°时，表示浸润性能较差。
碳纤维束浸润性越好，表示树脂越容易浸透碳纤维，越有利于复合材料的制备。
由于纤维纤细柔软，其接触角测量较为困难。
一般用于纤维接触角测量的方法有座滴法、吊片法（Wilhelmy）和平衡法（Washburn）[2～3]。
1.1.1 座滴法座滴法（亦称液滴法）通过气、固和液3 相交界点处做气液界面切线直接测量接触角，主要用于接触角＜90°的测量。
座滴法示意图如图2所示。
由公式⑴计算得到接触角。
式中k）和F（φ2，k）分别是椭圆的第一和第二类积分。
其中L为液滴宽度（μm），x1为纤维半径（μm），x2为液滴半径（μm）。
胡培贤等在“碳纤维表面氨化处理对环氧树脂在其表面浸润性能的影响”实验中用座滴法测试了聚丙烯腈基碳纤维表面氨化处理前后与环氧树脂在其表面接触角的变化，得到的测试结果如表1。
以上结果表明，碳纤维表面经过处理之后其接触角变小，说明氨化处理可以提高纤维与树脂的浸润性。
1.1.2 吊片法根据吊片法原理，当固体部分浸入液体时，液体会沿着固体的垂直壁上升或下降，对固体产生作用力，吊片法就是测量液体对固体的作用力来计算润湿力，然后根据润湿力和液体表面张力、润湿周长及接触角之间的关系计算接触角，从而判定润湿性能[5～6]。
测试原理如图3所示。
由方程式⑵计算得到接触角。
式中F为天平拉力（mN），Fb为浮力（mN），LcosθσLV为润湿力（mN）。
1.1.3 平衡法平衡法利用液体在由样品所形成的多孔塞中的毛细管上升的高度与时间之间的关系测得接触角[7]。
实验时将一定量碳纤维装入下端用微孔隔膜封闭的玻璃管内，并下降至和液面平行时，浸润液会润湿碳纤维，测定浸润增重对浸润时间的变化曲线，通过仪器自带软件得到碳纤维对浸润液的接触角，实验原理如图4。
使用平衡法测量纤维-树脂体系的接触角，操作较繁琐，需要保证两次测量状态的完全一致性。
实验条件要求较高，测量接触角的范围为0～90°。
1.2 表面能纤维表面自由能是描述和决定纤维表面性质的一个重要物理量，其测试与表征对指导提高纤维与树脂界面性能具有重要的作用。
目前，纤维表面能测试的方法主要有两种：接触角法和反相气相色谱法（IGC法）[8]。
表2对接触角法和IGC法进行了比较。
1.2.1 接触角法有上面介绍的几种纤维接触角测试方法测出两种不同液体在纤维表面的接触角[9]，由公式⑶可计算得到纤维表面能、色散和极性分量。
其中为液体表面张力、极性分量和色散分量；为固体表面能、极性分量和色散分量。
且满足马金瑞、李敏等以二碘甲烷、甲酰胺、甘油、去离子水和乙二醇为探测液，对高强碳纤维、高模碳纤维和高强高模碳纤维进行了表面能测试，测试时先采用Wilhelmy吊片法测得接触角，然后计算得到表面能。
结果测得碳纤维表面能在37～48 mJ/m2之间[10]。
赵金华等利用这种方法研究了T700、UTS50、T800和IM7这4 种碳纤维的表面能，结果UTS50的表面能最大，为45.14 mJ/m2，T700、T800和IM7碳纤维表面能都在29～34 mJ/m2[11]1.2.2 反相气相色谱法（IGC法）IGC法是把被测样品（如纤维）作为固定相，将已知小分子液体作为探针分子，在一定条件下用载气将气化后的探针分子带入色谱柱中[12]。
通过测试探针分子经色谱柱的保留时间，来研究固定相的表面能。
代志双等人在“碳纤维表面能测试方法的比较”实验中，运用IGC法对T300B 碳纤维表面能进行了测试，测得T300B碳纤维表面能为40.30 mJ/m2。
1.3 粘附功树脂与碳纤维之间浸润过程实际上是树脂的粘附、铺展和渗透过程。
粘附过程中树脂表面和碳纤维表面消失，产生了树脂与碳纤维之间的界面。
而此时，单位面积的树脂面和碳纤维表面粘附时对外所做的最大功称为粘附功（Wa），它是树脂能否润湿碳纤维的一种量度。
粘附功越大，树脂与纤维浸润性也就越好，越有利于复合材料的成型。
粘附功的计算常用方法有Young-Dupre法或Wu 法，前者主要通过测量接触角计算得到，后者则通过IGC法测得相关参数计算得到[13]。
1.3.1 Young-Dupre法该方法通过接触角测试法测得接触角，利用粘附功Wa和接触角之间的关系式⑷计算得到。
其中γl表示液体表面张力。
1.3.2 Wu法Wu法计算粘附功，首先通过IGC法测试得到相关表面能、色散分量和极性分量，然后通过关系式⑸计算得到粘附功。
其中Wa为粘附功（mJ），γl、γld和γlp为液体表面张力、色散和极性分量，为固体表面能、色散和极性分量。
曹芳维等用Young-Dupre法和Wu法分别对T300和T700碳纤维表面能进行了测量计算，结果使用Young-Dupre法计算得到的T300碳纤维表面能约在70 mJ/m2，T700碳纤维表面能在65 mJ/m2；而应用Wu法得到T300碳纤维表面能约在90 mJ/m2，T700碳纤维表面能约在85 mJ/m2，说明Wu 法测得的结果比Young-Dupre法测得的的结果偏高，这是由于在IGC法测试时，探针分子更容易与纤维表面高能量点相互作用，而接触角测试反应的是纤维表面的平均作用，故Wu法比Young-Dupre法测得的结果偏高。
2 纤维表面特性碳纤维表面特性包括纤维表面粗糙度、纤维表面化学性质、纤维的比表面积等。
碳纤维表面特性直接影响复合材料的界面性质，进而影响复合材料的宏观性能。
纤维表面越粗糙，比表面积越大，纤维与树脂的界面粘结性越好；纤维表面极性官能团越多，越有利于纤维与树脂的粘合，这都有利于复合材料的宏观性能。
常用的纤维表面特性评价手段主要有SEM、TEM、EDX、AES、AFM、LRS、XPS、BET、FTIR等[14～17]（见表3）。
扫描电子显微镜（SEM）经常用于界面形态观察，而原子力显微镜（AFM）则能更直观更准确的观察界面形态，还可以定量分析纤维表面粗糙度；X射线光电子能谱（XPS）和傅里叶红外光谱测试（FTIR）技术可以分析碳纤维表面化学组成，而XPS可以得到材料表面的电子结构、元素组成以及化学状态，FTIR 得到的是表面的电子振动结构信息，可以知道表面的吸附成键等情况，相对而言，XPS灵敏度更高。
3 界面结合强度界面是复合材料重要的组成部分，界面结合强度的好坏对复合材料最终力学性能有重要影响，因此准确的测量和表达界面结合强度的好坏具有重要意义。
对界面结合强度的表征主要有微观和宏观两种方式。
3.1 界面结合强度的微观评价复合材料结合强度微观测试多采用单纤维的实验方法。
目前用到的方法有单纤维断裂法、微脱粘法、单纤维拔出法、单纤维压出法、临界纤维长度法、单丝包埋法等。
其中发展比较成熟的复合材料界面结合强度的测试方法主要有单纤维断裂法、微脱粘法、单纤维拔出法和单纤维压出法[18]。
其中单纤维断裂法要求树脂基体的断裂伸长率是纤维的3 倍以上，若达不到这个要求，常用的解决方法是应用双基体界面断裂实验，即在纤维表面涂覆一层薄的脆性树脂，然后再将其包埋于韧性树脂之中作为试样[19]；单纤维压出法最显著的优点是试样可以直接从复合材料部件切下一小片进行实验，得出与实际相接近的值，且操作简单；单纤维拔出法必须严格控制纤维埋入基体的长度，还要保证埋入基体中的纤维保持垂直，对于碳纤维而言，其直径较小，埋置深度通常控制在0.1 mm以内。
微脱粘法以阻挡微滴的方式代替对基体的夹持，使得纤维的埋入长度得到了有效的控制，在很大程度上解决了单纤维断裂实验试样制作的困难，这种方法可以准确地测量出脱粘瞬间力的大小，而且适合任何纤维/基体间的研究。
3.1.1 单纤维断裂法单纤维断裂实验的每个实验样品中含有一个包裹在选定聚合物基体中的纤维。
试样多为狗骨形状（见图5）。
单纤维断裂法是将单根纤维置于树脂基体中，固化后，沿纤维方向拉伸，在保证树脂基体未断裂的条件下，引起单纤维断裂并达到饱和状态[20]。
然后由公式⑹计算得界面结合强度。
其中τ为界面结合强度（MPa），σf为单纤维拉伸断裂极限强度（MPa），lc为单纤维临界断裂长度（mm），d为单纤维直径（mm）。
3.1.2 单纤维压出法单纤维压出法是一种在纤维的末端用非常尖的金刚石锥将纤维从树脂中压出脱粘的方法。
其原理如图6所示。
试验时要保证纤维与复合材料界面垂直，在纤维末端用一个非常尖的金刚石锥将纤维从复合材料中压出脱粘，记录下纤维的脱粘力大小F，求出脱粘时界面剪切应力τ [21]。