NiTi纤维表面处理提升复合材料力学性能研究

"NiTi纤维表面处理对其树脂基复合材料力学性能的影响 (2009年)" 本文主要探讨了NiTi纤维表面处理技术如何提升树脂基复合材料的力学性能，包括拉伸强度、冲击强度和弯曲性能。研究者采用了一系列处理方法，如硝酸预处理、硅烷偶联剂应用、异氰酸酯涂层以及低温等离子体与硅烷偶联剂的联合处理，以增强NiTi纤维与树脂之间的界面粘结。 首先，硝酸预处理能清洁并轻微腐蚀NiTi纤维表面，增加其粗糙度，从而提高与树脂的接触面积，提升复合材料的层间剪切强度。硝酸处理后的NiTi纤维复合材料，其层间剪切强度平均提升了10.90%至44.74%。 接着，硅烷偶联剂的使用起到了桥梁作用，它的一端可以与NiTi纤维表面的氧化物反应，另一端则能与树脂基体形成化学键，显著增强了纤维与树脂的界面粘结。这种处理方式可以改善复合材料的整体力学性能。 进一步，异氰酸酯涂层的引入增加了纤维与树脂之间的化学相容性，有助于减少界面的应力集中，从而提高复合材料的拉伸性能。 低温等离子体处理则通过改变纤维表面的物理和化学性质，增强其对偶联剂的吸附能力。当低温等离子体处理后的NiTi纤维再经过硅烷处理，复合材料的性能提升尤为显著。其拉伸性能提高了88.81%，冲击性能提高了98.43%，弯曲性能提高了45.55%，这表明这种联合处理方式能够极大地改善纤维与树脂的粘合状态，提高整体复合材料的力学性能。 通过对NiTi纤维表面的不同处理，可以有效地优化树脂基复合材料的力学特性。这些处理方法不仅提升了材料的性能，也为设计高性能的复合材料提供了新的策略。对于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域，使用经过优化处理的NiTi纤维与树脂复合材料，可以实现更轻质、高强度的结构部件，对于提升设备的耐用性和安全性具有重要意义。