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  碳纖維增強環氧樹脂基復合材料因其高比強度、高比模量、耐腐蝕性以及實現結構和功能一體化等優點而成為了重要的戰略材料，被廣泛應用于運動器材、軌道交通、航空航天等民用和軍工領域。界面相是碳纖維增強體與樹脂基體之間的過渡區域，良好的界面結合可以保證復合材料優異性能的有效發揮，然而碳纖維的原始表面極性較低，難以形成牢固的界面粘附，影響了復合材料的宏觀強度。針對上述問題，北京化工大學材料學院賈曉龍教授、楊小平教授團隊不僅長期聚焦于復合材料的界面結構，提出了多種界面改性手段（Advanced Composites and Hybrid Materials, 2024, 7(2): 72; Composites Part B: Engineering, 2024, 280: 111476; Applied Surface Science, 2022, 578(15): 151967），有效改善了復合材料的界面結合和整體強度，還致力于開發新型表征方法（Composites Part B: Engineering, 2023, 264: 110936; ACS Applied Materials & Interfaces, 2021, 13(46): 55633–55647; Chemical Engineering Journal, 2020, 388: 124255），推動了復合材料的界面評價體系的建設。

圖1 上漿劑在碳纖維表面結合機制及其在界面形成過程中的演變過程

圖2 上漿劑的化學錨定對碳纖維表面特性及其與環氧樹脂間界面性能的影響

圖3 界面強度隨上漿劑化學錨定含量的變化

圖4 上漿劑的物理吸附通過擴散機制對界面梯度的影響

圖5 復合材料界面相梯度對碳纖維/環氧樹脂界面強度的影響

圖6 通過控制上漿劑化學錨定-物理吸附比例優化碳纖維/環氧樹脂的浸潤效果

  以上研究成果以“Revisiting the sequential evolution of sizing agents in CFRP manufacturing to guide cross-scale synergistic optimization of interphase gradient and infiltration”為題，發表于Composites Part B: Engineering上。北京化工大學碩士研究生李宇辰為第一作者，北京化工大學賈曉龍教授與合肥工業大學講師還獻華為通訊作者。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2024.111825