隨著航空航天、電子器件等領(lǐng)域很多部件的高功率密度化,累計了大量的熱量,嚴(yán)重制約了這些器件的小型化、集成化和高性能化發(fā)展,使用高導(dǎo)熱率材料成為擺脫這些限制的解決措施。高導(dǎo)熱C/C復(fù)合材料不僅具有密度低、比強(qiáng)度和比模量高等優(yōu)異性能,更兼有優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能,是通訊衛(wèi)星、飛機(jī)剎車片、噴管喉襯、前緣等產(chǎn)熱量高并急需導(dǎo)走熱量的首選使用材料。一直以來作為C/C復(fù)合材料導(dǎo)熱增強(qiáng)體的中間相瀝青基炭纖維雖然具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能,但其存在制備工藝復(fù)雜、編織困難、成本高等缺點,大大限制了高導(dǎo)熱C/C復(fù)合材料的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。針對以上問題,本研究將采用近年來出現(xiàn)并快速發(fā)展的一種新型高導(dǎo)熱石墨材料——人造高導(dǎo)熱石墨膜作為導(dǎo)熱增強(qiáng)體,制備高導(dǎo)熱C/C復(fù)合材料。其不僅比高導(dǎo)熱中間相瀝青基炭纖維的導(dǎo)熱率高,還具有相對較低的成本等優(yōu)點。因此用高導(dǎo)熱石墨膜作為增強(qiáng)體,無疑在提高C/C復(fù)合材料導(dǎo)熱率和節(jié)約成本等方面有很大的作用。本研究采用多次液相浸漬-碳化工藝,以高導(dǎo)熱石墨膜為增強(qiáng)體,浸漬瀝青為基體前驅(qū)體制備高導(dǎo)熱C/C復(fù)合材料。首先討論了石墨膜體積分?jǐn)?shù)對所制備材料性能的影響。結(jié)果表明:1)石墨膜體積分?jǐn)?shù)也對C/C復(fù)合材... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２炭纖維楔形劈裂的（ａ）掃描熱成像圖和（ｂ）光學(xué)照片［３９］??Ｆｉｇ?１－２?（ａ）?Ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｔｈｅｒｍｏｇｒａｍｓ?ａｎｄ?（ｂ）?ｏｐｔｉｃａｌ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｆｉｂｅｒ?ｗｅｄｇｅ?ｓｐｌｉｔｓ??中間相瀝青基炭纖維（ＭＰＣＦ）由于沿其軸向具有高度的晶體取向，因此其軸向??熱導(dǎo)率極高，常常作為高導(dǎo)熱Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的導(dǎo)熱增強(qiáng)體

維和沉積炭之間的界面、炭纖維和熱解炭（瀝青炭、樹脂炭）的界面、沉積炭與熱解??炭之間的界面以及瀝青炭與樹脂炭之間的界面。其中，炭纖維與炭基體之間的結(jié)合方??式有以下四種形式［６８］，如圖１－３所示，圖中（ａ）所示的平行板結(jié)構(gòu)最不常見，（ｂ）??和（ｃ）所示結(jié)構(gòu)一般出現(xiàn)在瀝青炭和炭纖維界面中，（ｄ）所示結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在樹脂炭??與炭纖維的界面中，也會出現(xiàn)在沉積炭與炭纖維的界面中。??＾￣＾?＾￣ｙ???＊?ｘ??圖１－３炭纖維與炭基體的四種結(jié)合方式［６９］??（ａ）?平行板結(jié)構(gòu)；（ｂ）垂直板結(jié)構(gòu)；（ｃ）殼型板結(jié)構(gòu)；（ｄ）各向同性結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ?１－３?Ｆｏｕｒ?ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ?ｗａｙｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｆｉｂｅｒ?ａｎｄ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｒｉｘ??（ａ）?Ｐａｒａｌｌｅｌ?ｐｌａｔｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｂ）?Ｖｅｒｔｉｃａｌ?ｐｌａｔｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｃ）?Ｓｈｅｌｌ?ｐｌａｔｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；?（ｄ）?Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??在使用液相浸潰－碳化法制備Ｃ／Ｃ復(fù)合材料時，炭纖維與熱解炭之間的界面會存??在大量孔隙，且用液相浸漬法難以填充界面之間的孔隙，因此常用化學(xué)氣相沉積法對??其界面孔隙進(jìn)行填充，形成“釘孔”結(jié)構(gòu)［７（）］。在制備Ｃ／Ｃ復(fù)合材料時，如果先在炭纖??維表面進(jìn)行氣相沉積形成沉積炭后，再對其進(jìn)行液相浸潰－碳化，在沉積炭和熱解碳之??間形成的界面稱為“誘導(dǎo)”結(jié)構(gòu)。??Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的界面有有以下表征方法：（１）界面層的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)表征；（２）??炭纖維表面形態(tài)；（３）界面層的密度和厚度；（４）界面層的粘結(jié)性與殘余應(yīng)力表征。??由于Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的界面難于測試表征

ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｂｌａｃｋ?ｐｏｉｎｔ?ｉｓ?ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ａｆｔｅｒ?ｔｈｅ?ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）??具有較高石墨化度的炭材料主要靠晶格振動傳熱，聲子和電子是其傳熱載流子，??圖１－４是其傳熱振動示意圖［７５］。炭材料中晶格的傳熱振動與其晶面方向有關(guān)，（００２）??晶面的傳熱振幅最大，因此炭材料沿（００２）晶面方面的傳熱性能最好，而沿（１１０）??晶面的傳熱振幅最小，因此材料沿（Ｕ０）晶面的傳熱性能最差。因此可以通過調(diào)整??使炭材料沿其（００２）晶面高度取向，就可以使炭材料沿此方向熱導(dǎo)率增加。同時，??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3108176