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2026
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材料课堂 | 解析碳纤维树脂复合材料背后的金相制备技术
作者：
碳纤维复合材料自20世纪50年代面世以来，以其高强度、低密度、低热膨胀系数、抗热冲击、耐腐蚀性能好等优点，在火箭、航空航天、土木工程、石油化工、交通运输以及日常生活中体育器材中都得到了广泛的应用。
今天，我们就以碳纤维增强树脂样品为例，带你了解从切割到研磨抛光的金相制样全流程。
切 割
复合材料对切割参数较为敏感。如果样品既含有韧性材料又含有易断裂的脆性材料，应使用针对脆性材料的切割参数进行切割。
碳纤维增强树脂样品含有硬度脆性较高的碳纤维，故选择金属基金刚石切割片进行切割。
切割设备与耗材
TableCut-200手自一体切割机
DM 金属基金刚石切割片
镶 嵌
基体树脂材料受热软化变形，对热压镶嵌温度和压力都比较敏感。
可选用保边性较好的TJ2226冷镶嵌树脂搭配压力锅进行镶嵌。压力锅可以消除冷镶嵌气泡，获得更佳镶嵌效果。
镶嵌设备与耗材
ThetaMount 压力冷镶嵌机
TJ 2226 环氧水晶胶
磨 抛
碳纤维和树脂基体硬度差较大，采用低弹性的POS盘和9μmPD-WT金刚石抛光液细研磨，抛光后可以获得较小浮凸。
磨抛设备
Alpha-610 自动磨抛机
01 粗磨
耗材
P400砂纸
参数
压力25N，上盘转速50rpm，下盘转速300rpm，同向研磨，将样品表面磨平。
02 精磨
耗材
POS盘、9μmPD-WT多晶金刚石抛光液
参数
压力25N，上盘转速50rpm，下盘转速150rpm，同向研磨5min。
03 粗抛
耗材
CS-JP抛光布、3μmPD-WT多晶金刚石抛光液
参数
压力20N，上盘转速50rpm，下盘转速150rpm，同向抛光5min。
04 终抛
耗材
ET-JP抛光布、0.05μm AO-W氧化铝抛光液
参数
压力20N，上盘转速50rpm，下盘转速150rpm，反向抛光2min。
金 相 观 察
纤维轮廓清晰，无碎裂，满足后续SEM形貌观察测试和AFM测试试验。
碳纤维复合材料的微观结构分析，离不开精细、科学的金相制备。掌握切割、镶嵌、磨抛三个关键环节，才能让每一根纤维“纤毫毕现”。
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