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液相沉積法快速制備C/C復(fù)合材料工藝及性能研究

發(fā)布時間:2021-06-24 03:57
  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】:

液相沉積法快速制備C/C復(fù)合材料工藝及性能研究


沉積裝置原理示意圖

液相沉積,過程模型,化學(xué),沉積前


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)

示意圖,消光角,熱解碳,樣品


(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
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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

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