本文關(guān)鍵詞：碳纖維表面合金化及其鍍層界面特征研究

  更多相關(guān)文章： 碳纖維 化學(xué)鍍 結(jié)合方式 銅基復(fù)合材料

【摘要】：碳纖維由于具有高的比強度、比模量、耐高溫、耐疲勞、低膨脹和自潤滑等優(yōu)異的綜合性能,使其成為一種非常理想的制備銅基復(fù)合材料的增強體材料。但是,碳纖維與金屬銅之間的潤濕性較差,為此往往需要對碳纖維進行表面處理。采用化學(xué)鍍工藝分別在碳纖維表面施加Ni層、Cu層以及Cu/Ni雙層鍍層。研究了鍍液pH值、施鍍溫度和施鍍時間對鍍層沉積速率及表面形貌的影響,確定了化學(xué)鍍Ni、Cu最佳工藝參數(shù)以及化學(xué)鍍Cu/Ni雙鍍層方法。碳纖維表面化學(xué)鍍Ni的最佳工藝是:鍍液pH值8.0,施鍍溫度70℃,施鍍時間3min;碳纖維表面化學(xué)鍍Cu的最佳工藝是:鍍液NaOH濃度14g/L,施鍍溫度55℃,施鍍時間2min;碳纖維化學(xué)鍍Cu/Ni雙鍍層,鍍完Cu之后鍍Ni時需要進行誘導(dǎo)反應(yīng)。對不同鍍層的碳纖維進行750℃真空熱處理。利用SEM、EDS和XRD對熱處理前后鍍層形貌、成分、物相以及碳纖維微觀結(jié)構(gòu)進行分析。結(jié)果表明:熱處理前后,鍍Cu碳纖維界面結(jié)合方式始終為機械結(jié)合,鍍Ni碳纖維和Cu/Ni雙鍍層碳纖維界面由機械結(jié)合轉(zhuǎn)變?yōu)閿U散結(jié)合;熱處理對鍍Cu碳纖維結(jié)構(gòu)無影響,而鍍Ni和Cu/Ni雙鍍層碳纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生了石墨化轉(zhuǎn)變,Ni是造成碳纖維石墨化的主要因素,Cu的存在可以有效的降低Ni對碳纖維結(jié)構(gòu)的改變,所以Cu/Ni雙鍍層碳纖維石墨化程度要低于鍍Ni碳纖維,同時還保證了界面為擴散結(jié)合。使用真空熱壓燒結(jié)制備碳纖維體積含量為5%、15%、25%的CF/Cu復(fù)合材料。對短碳纖維增強銅基復(fù)合材料的密度、顯微硬度以及導(dǎo)電性進行測試。結(jié)果如下:隨著碳纖維體積百分比的增大,復(fù)合材料實際密度下降,硬度升高,導(dǎo)電性降低。由于三種鍍層碳纖維界面結(jié)合特征的不同,對其所制備的CF/Cu復(fù)合材料的性能也會產(chǎn)生影響,具體如下:Cu/Ni雙鍍層碳纖維增強銅基復(fù)合材料的密度高于鍍Cu碳纖維而低于鍍Ni碳纖維所制備銅基復(fù)合材料;硬度遠遠地高于鍍Cu碳纖維更高于鍍Ni碳纖維所制備銅基復(fù)合材料;導(dǎo)電性低于鍍Cu碳纖維,但是明顯高于鍍Ni碳纖維所制備銅基復(fù)合材料。
【關(guān)鍵詞】：碳纖維 化學(xué)鍍 結(jié)合方式 銅基復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ342.742;TB306
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 碳纖維概述8-9
• 1.1.1 碳纖維簡介及分類8
• 1.1.2 碳纖維的特性8-9
• 1.1.3 碳纖維的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9
• 1.2 碳纖維表面改性研究進展9-12
• 1.2.1 碳纖維表面改性方法9-11
• 1.2.2 化學(xué)鍍技術(shù)11-12
• 1.3 鍍層碳纖維界面結(jié)合特征研究進展12-16
• 1.3.1 碳纖維與金屬基體之間的界面結(jié)合12-14
• 1.3.2 碳纖維增強銅基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 CF/Cu復(fù)合材料界面進展15-16
• 1.4 本論文研究的意義及主要內(nèi)容16-18
• 第二章 碳纖維表面合金化工藝的研究18-35
• 2.1 實驗原料、設(shè)備及方法簡介18-22
• 2.1.1 實驗原料及設(shè)備18-19
• 2.1.2 碳纖維預(yù)處理19-20
• 2.1.3 碳纖維表面合金化試樣的制備20-21
• 2.1.4 鍍后處理21
• 2.1.5 沉積速率的計算21
• 2.1.6 鍍層結(jié)合力測試21-22
• 2.1.7 鍍層形貌觀察22
• 2.2 碳纖維化學(xué)鍍NI工藝的研究22-27
• 2.2.1 pH對沉積速率及顯微形貌的影響22-23
• 2.2.2 反應(yīng)溫度對沉積速率及顯微形貌的影響23-25
• 2.2.3 反應(yīng)時間對沉積速率及顯微形貌的影響25-26
• 2.2.4 鍍層結(jié)合力測試26-27
• 2.3 碳纖維化學(xué)鍍CU工藝的研究27-33
• 2.3.1 pH對沉積速率及顯微形貌的影響27-28
• 2.3.2 反應(yīng)溫度對沉積速率及顯微形貌的影響28-30
• 2.3.3 反應(yīng)時間對沉積速率及顯微形貌的影響30-32
• 2.3.4 鍍層結(jié)合力測試32-33
• 2.4 碳纖維化學(xué)鍍CU/NI復(fù)合鍍層33-34
• 2.4.1 碳纖維表面化學(xué)鍍Cu/Ni復(fù)合鍍層工藝33
• 2.4.2 鍍層結(jié)合力測試33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第三章 鍍層碳纖維界面結(jié)合特征的影響35-41
• 3.1 試樣制備及實驗方法35
• 3.2 不同鍍層碳纖維界面結(jié)合特征的研究35-40
• 3.2.1 熱處理對鍍層形貌的影響35-36
• 3.2.2 熱處理對鍍層成分及界面斷口形貌的影響36-38
• 3.2.3 熱處理對碳纖維結(jié)構(gòu)的影響38-40
• 3.3 本章小結(jié)40-41
• 第四章 不同鍍層碳纖維界面結(jié)合特征對CF/CU復(fù)合材料性能的影響41-49
• 4.1 實驗原料、試樣制備及測試方法41-43
• 4.1.1 實驗原料41
• 4.1.2 短碳纖維增強銅基復(fù)合材料的制備41-42
• 4.1.3 分析測試方法42-43
• 4.2 短碳纖維增強銅基復(fù)合材料的性能研究43-48
• 4.2.1 顯微形貌43-44
• 4.2.2 密度44-46
• 4.2.3 硬度46-47
• 4.2.4 電導(dǎo)率47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第五章 結(jié)論49-50
• 致謝50-51
• 參考文獻51-56
• 作者簡介56
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果56

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沃西源;國內(nèi)外幾種碳纖維性能比較及初步分析[J];高科技纖維與應(yīng)用;2000年02期

2 錢水林;;碳纖維表面處理技術(shù)探討[J];合成纖維;2008年11期

3 魯學(xué)林;王鈞;徐任信;張聯(lián)盟;;碳纖維導(dǎo)電紙及其復(fù)合材料的開發(fā)與應(yīng)用[J];高科技纖維與應(yīng)用;2008年04期

4 ;一種在碳纖維表面制備碳化硅涂層的方法[J];高科技纖維與應(yīng)用;2009年05期

5 馬剛峰;徐澤夕;常青;王新欣;劉書鋮;;碳纖維上漿劑的開發(fā)和研究進展[J];現(xiàn)代紡織技術(shù);2012年05期

6 周軍鋒;姜術(shù)丹;司彥斌;鄒鑫;張穎;劉文;;造紙用碳纖維專利技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];國際造紙;2012年05期

7 李一;聶俊輝;李楠;柳學(xué)全;賈成廠;;鎳覆膜碳纖維的制備與性能研究[J];功能材料;2012年13期

8 李艷;徐衛(wèi)平;張興龍;;碳纖維表面處理的研究進展[J];化纖與紡織技術(shù);2013年03期

9 何秉檉;國內(nèi)碳纖維研究概況[J];玻璃鋼;1984年02期

10 聶嘉陽;碳纖維研究生產(chǎn)中值得注意的幾個問題[J];宇航材料工藝;1984年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚江薇;于偉東;;碳纖維斷面結(jié)構(gòu)觀察[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2006年

2 于偉東;姚江薇;;碳纖維的表面處理及其時間效應(yīng)[A];復(fù)合材料——基礎(chǔ)、創(chuàng)新、高效：第十四屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2006年

3 陳發(fā)橋;王繼輝;冀運東;張彥文;;碳纖維表面處理對聚合物基復(fù)合材料電性能的影響[A];第六屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（2）[C];2007年

4 張淑斌;劉福杰;王浩靜;孟令瑤;;等離子體技術(shù)在碳纖維表面處理中的應(yīng)用[A];第17屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議（納米復(fù)合材料與界面分論壇）論文集[C];2012年

5 李靈聰;王麗麗;于運花;楊小平;;碳纖維表面性質(zhì)及其環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料濕熱性能研究[A];2013年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集——主題L：高性能樹脂[C];2013年

6 冀克儉;張以河;汪信;張復(fù)濤;張銀生;;碳纖維的臭氧表面處理及其XPS表征[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責(zé)任和對策（下冊）[C];2002年

7 齊志軍;孫浩;李健卓;;碳纖維氣相表面處理的方法[A];低碳經(jīng)濟與科學(xué)發(fā)展——吉林省第六屆科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

8 張美云;鐘林新;劉正偉;;碳纖維表面氧化改性的研究[A];中國造紙學(xué)會第十三屆學(xué)術(shù)年會論文集（下）[C];2008年

9 馬金瑞;趙龍;李敏;張佐光;;幾種碳纖維表面能差異性研究[A];第17屆全國復(fù)合材料學(xué)術(shù)會議（納米復(fù)合材料與界面分論壇）論文集[C];2012年

10 王慧;林群芳;周曉東;;可針對不同性質(zhì)基體自適應(yīng)構(gòu)建強相互作用的碳纖維表面改性方法[A];2012年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會學(xué)術(shù)論文集（下冊）[C];2012年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 柴英新;碳纖維補強加固混凝土結(jié)構(gòu)有較長安全壽命[N];中國建材報;2007年

2 陳金昌 鐘雪華 金燦華;碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)在舊房改建中的應(yīng)用[N];中華建筑報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 范大鵬;臨界條件下碳纖維表面清洗及氧化的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

2 李素敏;結(jié)構(gòu)—儲能型碳纖維/環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的制備及性能研究[D];江蘇大學(xué);2015年

3 顧紅星;國產(chǎn)T800碳纖維表征分析及樹脂基復(fù)合材料性能研究[D];中國科學(xué)院研究生院(西安光學(xué)精密機械研究所);2015年

4 劉志高;氯化鋅活化木材液化物碳纖維孔形成歷程與吸附特性[D];北京林業(yè)大學(xué);2016年

5 郭慧;碳纖維表面能、表面粗糙度及化學(xué)組成的表征[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

6 張建輝;竹材液化物碳纖維的制備、結(jié)構(gòu)與性能表征[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

7 喻冬秀;包覆型短碳纖維的制備和電磁性能的研究[D];華南理工大學(xué);2007年

8 田艷紅;硼催化法制備高模碳纖維工藝及機理的研究[D];北京化工大學(xué);1997年

9 張煥俠;碳纖維表面和界面性能研究及評價[D];東華大學(xué);2014年

10 夏存娟;涂層碳纖維鎂基復(fù)合材料的界面控制[D];上海交通大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋興來;高溫高壓氨水改性碳纖維的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 范大鵬;超臨界二氧化碳對碳纖維的表面處理[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

3 林楓;缺陷損傷對碳纖維的強度以及模量的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

4 楊波;碳纖維布增強C_f/Al復(fù)合材料的制備與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 莊嚴(yán);碳纖維表面改性的研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

6 尚國秀;碳纖維水泥基復(fù)合材料纖維分散性及導(dǎo)電性能試驗研究[D];鄭州大學(xué);2015年

7 張夏明;酚醛樹脂表面改性碳纖維界面行為與炭化工藝研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

8 王梓橋;碳纖維表面BAPPO改性及其復(fù)合材料界面耐原子氧性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

9 陳麗;碳纖維微觀結(jié)構(gòu)表征與性能分析[D];西南科技大學(xué);2015年

10 趙亮;硼系催化劑對碳纖維結(jié)構(gòu)和性能的影響[D];北京化工大學(xué);2015年

，

本文編號：1073634