CO2等离子体改性多壁碳纳米管对沥青基炭材料微结构及性能影响

沥青基炭材料制作的碳滑板广泛应用于轨道交通滑动电接触领域,受原料性质和制备工艺影响,滑板内部存在较多裂纹、孔隙等缺陷,制约了其机械、电气综合性能。选用与碳基体有良好相容性的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为结构缺陷的调控材料,并对其使用CO₂等离子体进行改性,可有效防止和减少炭复合材料制备过程中产生微裂纹。结果表明,添加0.3wt%等离子体改性MWCNTs的炭材料力学性能和导电性能明显提高,抗压强度为112.55 MPa,是原始炭材料的2.4倍,电阻率为41.61μΩ·m,是原始炭材料的0.64倍;CO₂等离子体改性可有效去除MWCNTs表面杂质,并使其表面富含多种含氧官能团,有利于碳管的分散以及与沥青的结合,充分发挥MWCNTs高强度、高导电的性能优势,并有效抑制微裂纹的产生。