基于显微CT技术的碳纸微观结构特征分析

作者：史启通; 李冰; 冯聪; 明平文^*; 张存满

来源：复合材料科学与工程, 2022, (06): 65-104.

DOI：10.19936/j.cnki.2096-8000.20220628.010

• 碳纸
• 显微CT
• 微观结构
• 燃料电池
• 碳纤维复合材料

作为一种多功能高孔隙率碳纤维复合材料，碳纸在燃料电池中承担着传质、传热和导电等重要作用，其微观结构特征直接决定了燃料电池的性能和耐久性。本文利用显微CT扫描技术重建了碳纸的微观结构，并对其体积分数、孔径分布、碳纤维长度、弯曲度、空间方位角和倾斜角进行了测量和分析。主要结论有：(1)孔径服从正态分布，平均孔直径为30.95μm;(2)碳纤维长度和弦长服从三参数Weibull分布，平均弯曲度为1.03,表明纤维直线性较好；(3)方向角在0°～90°之间等概率分布，倾斜角大于45°的只占1.1%,说明碳纤维在XY平面上随机分布，只有少量的纤维呈垂直状态嵌入碳纸。最后本文指出了碳纸在微观结构上的一些显著性特征和缺陷。该项研究有助于提高人们对碳纸在燃料电池中作用的认知。

• 单位
  同济大学