碳纤维（CF）复合材料具有高比强度，高比模量，耐腐蚀，耐疲劳，抗蠕变，线胀系数小等一系列优异的性能。它既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用。CF复合材料的基体可用树脂、炭、金属和无机材料等，目前广泛应用的还是树脂。用碳纤维与树脂制成的碳纤维增强塑料（CFRP）不仅力学性能优良，而且耐疲劳，抗蠕变，尺寸稳定性好。由于CFRP摩擦系数小，故滑动性能好；与金属相比振动衰减性好。故CFRP已被广泛应用于航空航天、汽车、文体用品及其它行业中⑴。

　　使用CF增强的树脂基体种类很多，但用于增强浇铸成型（MC）尼龙尚未见报道。笔者将重点介绍碳纤维增强铸型（CFRMC）尼龙的制备及其力学性能。

　　1制备复合材料，并制样。

　　2结果与讨论2.1CF表面处理对CFRMC尼龙力学性能的影响表1列出分别加入10%经表面处理的CF和未经表面处理的CF的复合材料的力学性能，并与基体性能进行了比较。

　　表1 CF的表面处理对材料力学性能的影响项目MC尼龙MC尼龙+10%未处理CF MC尼龙+10%处理CF拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/GPa缺口冲击强度/km2由表1可以看出，加入未经处理的CF后使材料的一些力学性能下降，而经过处理的CF则起到了增强作用。这是因为未经处理的CF表面边缘活性碳原子数目少，表面能低，故其表面呈现出疏水性，与树脂基体的接触角大，粘结差。经表面处理增大了CF表面的凸凹度，比表面积增加，有利于与基体的机械嵌合，促进两相界面之间的粘结和层间剪切强度的提高。更重要的是表面处理增加了CF表面含氧官能团（主要是羧基、羟基和羰基）的含量，提高了CF与基体树脂间的化学键合，从而提高了CF复合材料的层间剪切强度。为CF表面处理前后同样条件下表面形貌的SEM照片。由可以看出，表面处理后CF表面的凸凹度比处理前大。

　　a―处理前；b处理后表面处理前后的CF表面形貌表2、为CF表面处理前后的XPS结果。从表2可以看出，经过表面处理后CF表面的含氧量、含氮量都增加了。从a中可以看出，经过表面处理后CF表面的含氧量增加了，即增加了含氧基团C一OH和一COOH等的含量，使0/C原子比增加。

　　从b可以看出，表面处理后CF表面增加了高氧化态的氮原子，说明增加了含氮的有机官能团。上述因素的综合结果就改善了CF对基体的浸润性和化学反应性。

　　表2表面处理前后CF表面的C、0、N的含量元素拍描面积/eVS-1处理前处理后灵敏度系数处理前处理后含量/%处理前处理后分别给出了CF经过表面处理和未经处理的两种材料的拉伸断口的SEM照片。从可以看出，CF经过表面处理的材料断口具有韧性断口的特征（韧窝），而CF未经表面处理的材料断口呈脆性断口特征。而且经过处理的CF由于与基体的层间剪切强度大，在断裂脱出时使周围基体产生很大塑性变形。

　　结合能/eV a、b―分别为表面处理前后CF表面的0元素结合能；c、d―分别为表面处理前后CF表面的N元素结合能表面处理前后CF表面的XPS分析结果2.2CF的加入量对CFRMC尼龙力学性能的影响控制CF的加入量分别为5%、10%、15%制备CFRMC尼龙。

　　表3、示出CF含量对复合材料力学性能的影响。从表3、可以看出，随着CF含量的增加，复合材料的拉伸强度和硬度提高，总体来说弹性模量也有增大的趋势，冲击强度在CF为5%时有*大值，而弯曲强度在CF为10%时有*大值。

　　CF经表面处理的拉伸断口；b―CF未经表面处理的拉伸断口CFRMC尼龙断口的SEM照片表3CF含置对CFRMC尼龙力学性能的影响项目MC尼龙拉伸强度/MPa弯曲强度/MPa弯曲弹性模量/GPa缺口冲击强度/kPnT2洛氏硬度（HRM）3结论CF的表面处理对CF增强MC尼龙至关重要。液相氧化法处理可以增加CF表面的凸凹度，增大比表面积，增加表面含氧官能团的含量，从而提高纤维与基体之间的粘接强度，提高复合材料的力学性能。

　　随着CF含量的增加，复合材料的拉伸强度和硬度提高，总体来说弹性模量也有增大的趋势，冲击强度在CF为5%时有*大值，而弯'曲强度在CF为10%时有*大值。