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      碳纖維增強復合材料(CFRPs)界面性能差，限制了其在航空航天領域的重要應用。針對這一缺點，制備了磁性氧化石墨烯(MGO)，并將其封裝在碳纖維表面，以改善CFRPs的界面性能。在MGO上Fe₃O₄的存在降低了氧化石墨烯的團聚，使MGO能夠在磁場中保持良好分散性的同時快速可控地施膠。結果表明MGO處理后CFRPs的層間剪切強度、界面剪切強度和橫向纖維束拉伸強度分別比未處理的提高了56.04%、46.73%和82.00%。同時，經MGO處理的CFRPs在X-波段的電磁干擾(EMI)屏蔽效果高達46.33 dB。這項工作為結構-功能集成CFRPs的制備提供了見解，在航天、航空、汽車等領域顯示了潛在的應用前景。
 
 
圖1. 使用MGO實現CFs功能化示意圖。
 
 
圖2. (a) MGO模型示意圖;(b) GO、Fe₃O₄和MGO的SEM圖像;(c) GO、Fe₃O₄和MGO的HRTEM圖像;(d) GO、Fe₃O₄和MGO的表面能;(e) GO、Fe₃O₄、MGO的XRD譜圖;(f) GO、Fe₃O₄和MGO的FTIR光譜;(g) Fe₃O₄和MGO的磁化滯回曲線(插圖為外部磁場作用下MGO與水溶液分離的照片)。
 
 
圖3. (a) DCF和CF/MGO的SEM圖像;(b) CF/MGO的映射圖像;(c) DCF和CF/MGO的EDS圖;(d) DCF和CF/MGO的AFM圖像;(e) DCF和CF/MGO的BET比表面積;(f) DCF和CF/MGO的表面能。
 

圖4. CFRPs的界面性能:(a) ILSS，(b)IFSS，(c)TFB;(d) CFRPs脫粘后的斷面形貌;(e)CFs脫粘后的斷面形貌;(f)脫粘機理示意圖。
 
 
圖5. (a)CFRPs在X-波段的SET、SEA和SER平均值; CFPRs在X-波段的(b)EMI SET;(c)EMI SEA;(d)EMI SER。

       相關研究成果由四川大學高分子研究所高分子材料工程國家重點實驗室Baowei Qiu等人于2022年發表在Composites Part A(https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2022.106811)上。原文：Magnetic graphene oxide/carbon fiber composites with improved interfacial properties and electromagnetic interference shielding performance。

轉自《石墨烯研究》公眾號