In this work, the electroplating of copper was introduced on PAN-based carbon fibers for the enhancement of mechanical interfacial strength of carbon fibers-reinforced composites. The surface properties of carbon fibers were determined by scanning electron microscopy (SEM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffraction (XRD), and contact angle measurements. Its mechanical interfacial properties of the composites were studied by interlaminar shear strength (ILSS) and critical stress intensity factor (KIC). From the results, it was found that the mechanical interfacial properties of Cu-plated carbon fibers-reinforced composites (Cu-CFRPs) enhanced with increasing the Cu plating time, Cu content and COOH group up to Cu-CFRP-30. However, the mechanical interfacial properties of the Cu-CFRPs decreased dramatically in the excessively Cu-plated CFRPs sample. In conclusion, the presence of Cu particles on carbon fiber surfaces can be a key factor to determine the mechanical interfacial properties of the Cu-CFRPs, but the excessive Cu content can lead the failure due to the interfacial separation between fibers and matrices in this system.

본 연구에서는 Polyacrylonitrile (PAN)계 탄소섬유 표면에 구리도금 표면처리가 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계 면 특성에 미치는 영향에 관하여 관찰하였다. 탄소섬유 표면특성은 주사전자현미경, X-선 광전자 분광법, X-선 회절 분석기, 접촉각 측정기로 측정하였고, 탄소섬유 강화 복합재료의 기계적 계면 물성은 층간전단강도(interlaminar shear strength, ILSS)와 파괴인성(critical stress intensity factor, KIC)측정을 통하여 알아보았다. 실험결과로부터, 기계적 계면 물성은 탄소섬유 표면에 COOH group과 도금된 구리함량이 증가됨에 따라 순차적으로 증가되는 것이 확인되었으나, 도금시간을 길게 하여 과량의 구리가 도입되었을 경우 기계적 계면 물성을 도리어 감소시키는 것으로 확인되었다. 결론적으로 구리함량이 탄소섬유 복합재료의 기계적 계면물성을 결정하는 중요 요소라 판단되나, 최적의 함량이상에 서는 계면분리에 의한 물성저하의 원인이 될 수 있다.