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摘要
采用高能激光束对玄武岩纤维进行表面改性，并制备玄武岩纤维/环氧树脂复合材料。利用扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射等手段，表征改性前后玄武岩纤维的微观形态、物相结构，系统研究了激光对纤维的微观组织变化、性能等影响规律，并测试了玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。研究结果表明，随着激光功率的增加，玄武岩纤维表面缺陷深度和缺陷面积增加。当激光功率由0 W提高至120 W时，表面缺陷最大深度由9 nm增加至180 nm,表面缺陷的分布范围由3.5～6.5 nm增加至90～120 nm,表面粗糙度由1.41 nm增加至24.70 nm。激光改性后，玄武岩纤维单丝拉伸性能降低，由于激光对纤维的辐射作用，玄武岩纤维的表面缺陷深度与拉伸强度的关系不符合经典理论。激光改性前后，玄武岩纤维XRD谱峰位基本一致，表面所含元素的种类没有发生变化。激光改性使玄武岩纤维/环氧树脂复合材料的力学性能有所改善，随着激光功率的增加，复合材料的拉伸强度和冲击强度呈先升高后降低的趋势。
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单位青岛农业大学; 建筑工程学院
