纖維增強復(fù)合材料一般是指由玻璃纖維,、碳纖維,、硼纖維做為增強材料，以不飽和聚酯,、環(huán)氧樹脂與酚醛樹脂為基體的復(fù)合材料,。具有密度小、強度高,、耐化學腐蝕,、電絕緣性能優(yōu)異以及加工性能好等特點，可用于航空航天,、船舶,、化工、電子,、汽車制造,、建筑工程等行業(yè)。

纖維種類,、編織方式,、纖維表面處理、在樹脂中的分散性和長徑保留比,、纖維含量都影響最終的增強效果。在微觀尺度上,，復(fù)合材料的強度決定于基體材料與增強纖維界面的強度,，要實現(xiàn)這一點必須使材料在界面上形成能量的結(jié)合，即液體與固體之間的潤濕,。

因此研究復(fù)合材料中纖維和基體界面的組成,、結(jié)構(gòu)、控制,、性能和改進界面相,，是復(fù)合材料的基礎(chǔ)理論之一。但玻璃纖維和碳纖維具有高強度低伸長,，易彎曲脆斷等特性,，給樣品制備帶來很大的困難。

本文以碳纖維增強樹脂為例進行樣品制備,。

制備步驟

1.切割

因?qū)嵝约s為金屬材料的1/100,，并含有硬質(zhì)的改性氧化物填料等原因造成散熱條件差，產(chǎn)生的熱與碎屑不易被帶走,。

若選用砂輪片切割,，因切割片厚度造成的切口損失較大，產(chǎn)生的熱量會使樹脂融化粘接在砂輪片表面,，造成切割困難,。

若用大顆粒的金剛石切割片進行切割又會造成纖維脆性破碎嚴重，給后續(xù)磨拋帶來困難。

切割時推薦使用高速精密切割機 IsoMet High Speed Pro 搭配 15HC 的金剛石切割片進行切割,。

2.鑲嵌

若基體樹脂材料受熱不軟化不變形,，可選用熱壓鑲嵌法進行鑲嵌。

若不清楚基體材料的熱性能參數(shù),，真空環(huán)氧樹脂鑲嵌無疑是更為明智的選擇,。

樹脂可選擇 EpoxiCure 2，此款樹脂粘度低流動性好,、收縮率極低,，6 小時左右即可固化。

3.研磨&拋光

本實驗使用標樂 AutoMet 250 Pro 半自動磨拋機,，因其壓力載荷可控,，并可實現(xiàn)多個樣品同時制備，可極大提高樣品制備的重復(fù)性,，采用步驟如下：

使用大粒號的砂紙在去除損傷的同時會造成新的損傷,，因碳化硅顆粒較鋒利，纖維在承受剪切力時易脆斷,，即使長時間研磨也無法得到平整無損傷的表面,，如下圖所示，使用兩張P400研磨8分鐘后,，纖維表面破碎情況未有任何改觀,。

P400 砂紙研磨8分鐘

因此建議P400砂紙研磨兩分鐘，將切割造成的樹脂損傷去掉即可,。

標樂的UltraPad拋光布是硬編織的無絨毛布,，配合使用9μm金剛石懸浮液，可在保持較高去除速率的同時保護碳纖維不被損傷破碎,，需要增加拋光時間至約3分鐘直到將損傷全部去除,，下圖所示為拋光3分鐘后纖維形貌。

9μm金剛石懸浮液拋光3分鐘

接著用中等硬度的合成絲質(zhì)布VerduTex配合3μm拋光液拋光2分鐘將9μm懸浮液產(chǎn)生的劃痕進一步去除,。

3μm金剛石懸浮液拋光2分鐘

最終使用人工合成多孔橡膠ChemoMet拋光布配合0.05μm氧化鋁懸浮液,，可得到無劃痕，纖維形貌保持良好的最終表面,。

0.05μm氧化鋁懸浮液拋光1min30s