Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science 14/2013

01.07.2013

Comparison of chemical vapor deposition and chemical grafting for improving the mechanical properties of carbon fiber/epoxy composites with multi-wall carbon nanotubes

verfasst von: Huaiping Rong, Klaus-Hermann Dahmen, Hamid Garmestani, Muhuo Yu, Karl I. Jacob

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 14/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

By engineering the fiber/matrix interface, the properties of the composite can be changed significantly. In this work, we increased the effective surface area of the fiber/matrix interface, to facilitate additional stress transfer between fibers and matrix, by grafting carbon nanotubes on to carbon fibers (in the form of carbon fabric) by two different methods: (1) chemical vapor deposition (CVD) method and (2) a purely chemical method. With the CVD process, carbon nanotubes (CNT) were directly grown on carbon fiber substrate using chemical vapors. For the chemical method, CNT with carboxyl groups were grafted on functionalized carbon fiber via a chemical reaction. The morphology of CNT/carbon fibers was examined by scanning electron microscope (SEM) which revealed uniform coverage of carbon fibers with CNT in both of CVD method and chemical grafting method. CNT-grafted woven carbon fibers were used to make carbon/epoxy composites, and their mechanical properties were measured using three-point bending and tension tests which showed that those with CNT-grafted carbon fiber reinforcements using the CVD process has 11 % higher tensile strength compared to those containing carbon fibers modified with the chemical method. Also, composites with CNT-grafted carbon fibers with chemical method showed 20 % higher tensile strength compared to composites with unmodified carbon fibers. The results of tensile test revealed that both CVD and chemical grafting could significantly improve the mechanical properties of the carbon fiber composites.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
2.
Zurück zum Zitat Dai ZS, Zhang BY, Shi FH, Li M, Zhang ZG, Gu YZ (2011) Appl Surf Sci 257:8457CrossRef Dai ZS, Zhang BY, Shi FH, Li M, Zhang ZG, Gu YZ (2011) Appl Surf Sci 257:8457CrossRef
6.
7.
Zurück zum Zitat Siddiqui NA, Khan SU, Ma PC, Li CY, Kim JK (2011) Compos A Appl Sci Manuf 42:1412CrossRef Siddiqui NA, Khan SU, Ma PC, Li CY, Kim JK (2011) Compos A Appl Sci Manuf 42:1412CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Zhu J, Kim J, Peng H, Margrave JL, Khabashesku VN, Barrera EV (2003) Nano Lett 3:1107CrossRef Zhu J, Kim J, Peng H, Margrave JL, Khabashesku VN, Barrera EV (2003) Nano Lett 3:1107CrossRef
11.
16.
17.
Zurück zum Zitat de Resende VG, Antunes EF, de Oliveira Lobo A, Oliveira DAL, Trava-Airoldi VJ, Corat EJ (2010) Carbon 48:3635 de Resende VG, Antunes EF, de Oliveira Lobo A, Oliveira DAL, Trava-Airoldi VJ, Corat EJ (2010) Carbon 48:3635
19.
Zurück zum Zitat Thostenson ET, Li WZ, Wang DZ, Ren ZF, Chou TW (2002) J Appl Phys 91:6034CrossRef Thostenson ET, Li WZ, Wang DZ, Ren ZF, Chou TW (2002) J Appl Phys 91:6034CrossRef
20.
21.
Zurück zum Zitat Zhang Q, Liu J, Sager R, Dai L, Baur J (2009) Compos Sci Technol 69:594CrossRef Zhang Q, Liu J, Sager R, Dai L, Baur J (2009) Compos Sci Technol 69:594CrossRef
22.
Zurück zum Zitat An F, Lu CX, Li YH, Guo JH, Lu XX, Lu HB, He SQ, Yang Y (2012) Mater Des 33:197CrossRef An F, Lu CX, Li YH, Guo JH, Lu XX, Lu HB, He SQ, Yang Y (2012) Mater Des 33:197CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Kim IT, Nunnery GA, Jacob K, Schwartz J, Liu XT, Tannenbaum R (2010) J Phys Chem C 114:6944CrossRef Kim IT, Nunnery GA, Jacob K, Schwartz J, Liu XT, Tannenbaum R (2010) J Phys Chem C 114:6944CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Rong HP, Han KQ, Li S, Tian YC, Yu MH (2012) J Appl Polym Sci 127:2033CrossRef Rong HP, Han KQ, Li S, Tian YC, Yu MH (2012) J Appl Polym Sci 127:2033CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Laachachi A, Vivet A, Nouet G, Ben Doudou B, Poilane C, Chen J, Bai JB, Ayachi M (2008) Mater Lett 62:394CrossRef Laachachi A, Vivet A, Nouet G, Ben Doudou B, Poilane C, Chen J, Bai JB, Ayachi M (2008) Mater Lett 62:394CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Lv P, Feng YY, Zhang P, Chen HM, Zhao NQ, Feng W (2011) Carbon 49:4665CrossRef Lv P, Feng YY, Zhang P, Chen HM, Zhao NQ, Feng W (2011) Carbon 49:4665CrossRef
29.
Zurück zum Zitat Bekyarova E, Thostenson ET, Yu A, Kim H, Gao J, Tang J, Hahn HT, Chou T-W, Itkis ME, Haddon RC (2007) Langmuir 23:3970CrossRef Bekyarova E, Thostenson ET, Yu A, Kim H, Gao J, Tang J, Hahn HT, Chou T-W, Itkis ME, Haddon RC (2007) Langmuir 23:3970CrossRef
30.
32.
Zurück zum Zitat Ashrafi B, Guan JW, Mirjalili V, Zhang YF, Chun L, Hubert P, Simard B, Kingston CT, Bourne O, Johnston A (2011) Compos Sci Technol 71:1569CrossRef Ashrafi B, Guan JW, Mirjalili V, Zhang YF, Chun L, Hubert P, Simard B, Kingston CT, Bourne O, Johnston A (2011) Compos Sci Technol 71:1569CrossRef
33.
Zurück zum Zitat Davis DC, Wilkerson JW, Zhu J, Hadjiev VG (2011) Compos Sci Technol 71:1089CrossRef Davis DC, Wilkerson JW, Zhu J, Hadjiev VG (2011) Compos Sci Technol 71:1089CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Xie J, Xin D, Cao H, Wang C, Zhao Y, Yao L, Ji F, Qiu Y (2011) Surf Coat Technol 206:191CrossRef Xie J, Xin D, Cao H, Wang C, Zhao Y, Yao L, Ji F, Qiu Y (2011) Surf Coat Technol 206:191CrossRef
35.
Zurück zum Zitat Zhao JG, Liu L, Guo QG, Shi JL, Zhai GT, Song JR (2008) New Carbon Mater 23:12 Zhao JG, Liu L, Guo QG, Shi JL, Zhai GT, Song JR (2008) New Carbon Mater 23:12
Metadaten
Titel
Comparison of chemical vapor deposition and chemical grafting for improving the mechanical properties of carbon fiber/epoxy composites with multi-wall carbon nanotubes
verfasst von
Huaiping Rong
Klaus-Hermann Dahmen
Hamid Garmestani
Muhuo Yu
Karl I. Jacob
Publikationsdatum
01.07.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 14/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-7119-2

Weitere Artikel der Ausgabe 14/2013

Journal of Materials Science 14/2013 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.