C/C復(fù)合材料因具有低密度、高比強(qiáng)度、耐高溫、耐摩擦等優(yōu)異特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、軍工等領(lǐng)域。但其傳統(tǒng)致密化工藝存在制備周期長、易結(jié)殼、成本高等缺點(diǎn),嚴(yán)重限制了C/C復(fù)合材料更為廣泛的應(yīng)用。化學(xué)液相沉積法（CLVD）是一種快速致密多孔預(yù)制體、制備高性能C/C復(fù)合材料的新工藝,實(shí)現(xiàn)了預(yù)制體從內(nèi)到外的順序沉積,有效解決了傳統(tǒng)致密化工藝所存在的結(jié)殼等問題。本文通過自制沉積裝置,以碳?xì)譃轭A(yù)制體,采用CLVD法制備C/C復(fù)合材料。沉積溫度分別設(shè)為850℃、950℃、1050℃、1150℃,沉積時間為3h,探討沉積溫度對復(fù)合材料致密化行為、微觀組織結(jié)構(gòu)以及性能的影響;并在950℃、1050℃下,探討沉積時間對復(fù)合材料致密化行為以及粗糙層復(fù)合材料的密度對性能的影響。通過對不同工藝下復(fù)合材料的致密化結(jié)果及性能進(jìn)行比較與分析,確定了CLVD法快速制備C/C復(fù)合材料的最佳工藝。主要研究結(jié)果如下:（1）自制的液相沉積裝置可滿足CLVD法制備C/C復(fù)合材料的需求,致密化效果良好。隨著沉積溫度升高,復(fù)合材料的密度和致密化速率先增大后減小,孔隙率、孔徑范圍、最可幾孔徑則呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。950℃、1050... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

沉積裝置原理示意圖

碩士學(xué)位論文之間、液態(tài)碳源與氣態(tài)碳源、裂解生成體孔隙內(nèi)及沉積前沿處形成固態(tài)沉積碳孔隙；與反應(yīng)的裂解生成物從預(yù)制體內(nèi)部逸出冷卻收集；應(yīng)的生成物和廢氣從反應(yīng)容器中排出；按順序進(jìn)行的，其中（1）、（6）步驟是致密化前沿遷移的過程，其余四個步驟不斷進(jìn)行，沉積前沿不斷由內(nèi)向外推進(jìn)

（2）熱解碳顯微結(jié)構(gòu)觀察本試驗(yàn)采用 Axio Imager A2M 型金相顯微鏡，在 500X 下對 C/C 復(fù)合材料中的熱解碳結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察。觀察時，樣品無明顯細(xì)微劃痕，且碳纖維、熱解碳以及未被填充的孔隙結(jié)構(gòu)可被完全展現(xiàn)出來即可。根據(jù)不同熱解碳結(jié)構(gòu)在偏振光下呈現(xiàn)不同特征及光學(xué)活性，可判斷出熱解碳的結(jié)構(gòu)類型。（3）消光角的測量當(dāng)一束偏振光照射到基體熱解碳并發(fā)生反射后，調(diào)整視野直至熱解碳結(jié)構(gòu)清晰可見，保證起偏器方向不變而改變檢偏器方向，會觀察到熱解碳在視野中出現(xiàn)從明亮到黑暗的連續(xù)變化，這種現(xiàn)象稱作消光。當(dāng)視野出現(xiàn)消光十字架時，視野較亮，稱之為明場，當(dāng)逆時針旋轉(zhuǎn)檢偏器時，視野將逐漸變暗，從最亮變化到最暗時檢偏器偏離正交位置所對應(yīng)的角度即為消光角。不同結(jié)構(gòu)的熱解碳所對應(yīng)的消光角有所不同，因此消光角也可用來定量表征熱解碳的結(jié)構(gòu)類型。熱解碳消光角測量的具體示意圖如 2.1（a）圖所示，2.1（b）圖為復(fù)合材料在正交偏振光下的樣品截面示意圖[62]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]C/C復(fù)合材料不同基體炭的微觀結(jié)構(gòu)[J]. 劉皓,李克智.  材料工程. 2016(07)
[2]高性能二維碳/碳復(fù)合材料的制備與性能[J]. 徐林,楊文彬,陳錚,張寅,趙高文,馮志海,王俊山.  復(fù)合材料學(xué)報. 2016(12)
[3]熱解炭基C/C復(fù)合材料研究進(jìn)展[J]. 唐萍萍,李瑞珍,王坤杰.  炭素. 2013 (01)
[4]各向同性熱解炭材料中的缺陷分析和超聲檢測技術(shù)[J]. 吳峻峰,白朔,張海峰,賀曄紅,楊堅(jiān),魏天陽,廉德良.  航空材料學(xué)報. 2011(01)
[5]聚丙烯腈基（PAN）碳纖維的性能、應(yīng)用及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[J]. 陳蓉蓉,王莘蔚.  中國纖檢. 2010(11)
[6]2D C/C復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的研究[J]. 和永崗,李克智,魏建鋒,郭領(lǐng)軍,張磊磊.  無機(jī)材料學(xué)報. 2010(02)
[7]工業(yè)CT材料密度測量方法研究[J]. 王玨,黃蘇紅,蔡玉芳.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2010(02)
[8]先進(jìn)碳/碳復(fù)合飛機(jī)剎車材料關(guān)鍵技術(shù)研究和應(yīng)用進(jìn)展[J]. 羅瑞盈,向巧,李進(jìn)松,章勁草.  航空制造技術(shù). 2010(01)
[9]液相法快速制備炭/炭復(fù)合材料的動力學(xué)及微觀結(jié)構(gòu)研究[J]. 宋國英,羅瑞盈,吳小文,章勁草.  炭素技術(shù). 2008(06)
[10]國內(nèi)碳/碳復(fù)合材料高溫抗氧化涂層研究新進(jìn)展[J]. 黃劍鋒,張玉濤,李賀軍,曾燮榕,曹麗云.  航空材料學(xué)報. 2007(02)

博士論文
[1]熱解炭微觀結(jié)構(gòu)對C/C復(fù)合材料性能影響的研究[D]. 廖寄喬.中南大學(xué) 2003

碩士論文
[1]高導(dǎo)熱炭/炭復(fù)合材料的制備與性能[D]. 毛小飛.清華大學(xué) 2013
[2]CLVD法C/C復(fù)合材料摩擦磨損性能研究[D]. 叢紅梅.山東大學(xué) 2005
[3]快速液相沉積致密化工藝碳前驅(qū)體環(huán)己烷的熱裂解機(jī)理[D]. 楊海峰.西北大學(xué) 2001



本文編號：3246316