综述：碳纤维上纳米颗粒的电泳沉积对环氧聚合物复合材料性能增强的综合评述

（编辑推荐）本综述系统阐述了电泳沉积（EPD）技术在碳纤维表面负载纳米填料（如GO、CNTs、MXenes）的工艺参数与表征方法，揭示了沉积形貌（全覆盖/部分覆盖/垂直取向）对环氧复合材料力学、电学、热学及电磁干扰（EMI）性能的调控机制，为高性能结构材料设计提供理论支撑。

　　

ABSTRACT

碳纤维增强环氧树脂复合材料广泛应用于航空航天、运动器材、风电叶片及汽车工业等领域。通过电泳沉积（EPD）技术在碳纤维界面或环氧基体中引入纳米填料（如石墨烯氧化物（GO）、碳纳米管（CNTs）、MXenes等），可显著改善复合材料性能。研究表明，EPD工艺参数（电压、时间、悬浮液浓度）直接影响纳米填料的沉积形貌——全覆盖型、部分覆盖型或垂直取向型结构，进而调控界面化学键合与机械互锁效应。

沉积形貌与性能关联

扫描电镜（SEM）表征显示，GO倾向于形成均匀包裹层，提升复合材料层间剪切强度（ILSS）达35%；CNTs垂直阵列结构可建立三维导电网络，使电导率提高10⁴ S/m量级；MXenes的横向沉积则显著增强电磁屏蔽效能（>50 dB）。热重分析（TGA）证实，纳米填料沉积使复合材料热分解温度最高提升60°C。

关键机制

纳米填料的增强效应源于三方面：（1）化学官能团（如GO的-COOH）与环氧基团共价键合；（2）纳米级粗糙表面促进树脂浸润；（3）导电填料构建渗流网络。值得注意的是，部分覆盖型沉积在保持力学性能的同时，可避免过量填料导致的脆性断裂。

应用前景

EPD技术为开发轻量化多功能复合材料开辟新途径，尤其在需要协同力学-电学性能的领域（如飞机雷击防护、智能传感器植入结构）。未来研究需优化纳米填料混杂沉积策略，并解决大规模生产的工艺稳定性问题。

Conflicts of Interest

作者声明无利益冲突。