C/C-SiC摩擦材料制備及性能研究
發(fā)布時間:2021-08-03 06:23
C/C-Si C復合材料是一種新型摩擦材料,具有廣闊的應用市場。本課題結合溫壓原位反應法與液相融硅法,采用溫壓—液相融硅綜合工藝制備具有周期短,成本偏低C/C-Si C摩擦材料,以短纖維為增強體,樹脂為C基體運用溫壓成型技術制備C/C多孔體,再利用液相融硅法反應生成SiC基體,進而制備出C/C-SiC摩擦材料。實驗以碳纖維分布、長度和碳纖維體積分數(shù)以及液相融硅溫度為單一變量,研究它們的變化對材料性能的影響,主要包括彎曲強度,氧化性能,摩擦磨損性能。分析了制備材料彎曲斷裂機理和摩擦磨損機理。研究結論如下:(1)熔融滲硅溫度在1600℃條件下所制備出的C/C-SiC摩擦材料性能優(yōu)異,彎曲強度最大。(2)實驗中,對短纖維是否經過分散處理對材料的彎曲性能和摩擦磨損性能有著顯著的影響。纖維的分散處理能使纖維在基體中更好的均勻分布,結合界面多,進而充分發(fā)揮短纖維的增韌效果,改善材料的性能。(3)C/C-SiC摩擦材料彎曲強度,摩擦磨損性能也與碳纖維的長度和體積分數(shù)有關,以纖維長度為10mm的,體積分數(shù)為15%條件下制備出的材料彎曲性能與摩擦磨損性能最佳。(4)C/C-SiC摩擦材料彎曲破壞時,碳纖...
【文章來源】:華東交通大學江西省
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 摩擦材料的概況
1.2.1 摩擦材料概述
1.2.2 摩擦材料發(fā)展歷史
1.2.3 摩擦材料在汽車上的應用
1.3 C/C-SiC摩擦材料的研究與發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 C/C-SiC摩擦材料的制備
1.4.1 先驅體浸漬裂解法
1.4.2 化學氣相滲透法
1.4.3 溫壓-原位反應法
1.4.4 反應熔滲法
1.4.5 綜合工藝
1.5 研究背景與內容
第二章 實驗材料及方法
2.1 實驗原材料與設備
2.1.1 碳纖維
2.1.2 樹脂
2.1.3 硅粉
2.2 試樣制備
2.2.1 成分設計
2.2.2 制備的工藝
2.3 性能檢測
2.3.1 密度及孔隙率測定
2.3.2 力學性能測試
2.3.3 摩擦磨損性能測試
2.3.4 抗氧化性能測試
2.3.5 掃描電鏡測試
2.4 實驗注意事項
第三章 C/C-SiC摩擦材料的力學性能研究
3.1 熔融滲硅溫度的影響
3.2 預先分散處理的影響
3.3 短纖維的長度的影響
3.4 纖維體積分數(shù)的影響
3.5 本章小結
第四章 材料的抗氧化性能研究
4.1 測試氧化性能實驗方法
4.2 氧化時間與氧化性能關系
4.3 碳纖維含量對材料氧化性能的影響
4.4 溫度對材料氧化失重的影響
4.4.1 溫度變化與材料氧化失重關系
4.4.2 同溫度下不同氧化時間對氧化失重影響
4.5 本章小結
第五章 摩擦磨損性能研究
5.1 實驗方法與結果
5.2 分散處理的影響
5.3 碳纖維長度的影響
5.4 體積分數(shù)的影響
5.5 摩擦磨損機理
5.6 小結
第六章 總結與展望
6.1 主要工作回顧
6.2 本課題展望
參考文獻
個人簡歷 在讀期間的科研
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維長度對碳纖維/銅基復合材料組織及力學性能的影響[J]. 陳達,趙煒康,武世文,夏莉紅,王冰泉,張福勤. 礦冶工程. 2017(06)
[2]基于Evans拉伸破壞模型預測露天采礦機生產效率[J]. 陳寶心,朱宏,何存芳. 現(xiàn)代礦業(yè). 2015(11)
[3]PP/碳纖維復合材料力學性能的研究[J]. 冉紅孟,廖秋慧,陶振剛,連道君,張憶順,吳慧君. 工程塑料應用. 2015(02)
[4]C/C-SiC摩擦材料的研究進展[J]. 李波,崔園園,李愛軍,周春節(jié),張家寶,白瑞成. 上海金屬. 2015(01)
[5]呋喃樹脂固化體系及其固化機理研究進展[J]. 夏宇,藺向陽,杜震,況方舟. 材料導報. 2014(19)
[6]單晶硅爐用碳素材料的硅化腐蝕研究[J]. 曹偉偉,朱波,趙偉,王永偉,喬琨,張式雷. 功能材料. 2013(12)
[7]碳纖維長度對CFRC力學性能影響試驗研究[J]. 王曉初,劉洪濤. 混凝土. 2013(03)
[8]液硅滲透法制備Ti3SiC2改性C/C-SiC復合材料[J]. 范曉孟,殷小瑋,張立同,成來飛. 復合材料學報. 2012(01)
[9]不同針織結構經編碳纖維復合材料彎曲性能[J]. 韓帥,段躍新,李超,肇研,羅輯. 復合材料學報. 2011(05)
[10]具有短纖維增韌界面的復合材料夾芯梁斷裂機制的實驗和數(shù)值研究[J]. 孫士勇,王燦,陳浩然. 復合材料學報. 2011(01)
博士論文
[1]酚醛樹脂氣凝膠及其衍生碳氣凝膠的設計、制備及應用研究[D]. 于志龍.中國科學技術大學 2017
[2]碳纖維熱處理對C-SiC基復合材料微觀組織結構及性能影響的研究[D]. 代吉祥.大連理工大學 2015
[3]PIP法Cf/SiC復合材料組成、結構及性能高溫演變研究[D]. 馬彥.國防科學技術大學 2011
[4]碳纖維在PIP工藝制備陶瓷基復合材料過程中的損傷機理研究[D]. 王建方.中國人民解放軍國防科學技術大學 2003
碩士論文
[1]短纖維增韌層間復合材料板內淺埋分層擴展研究[D]. 劉大成.東北大學 2010
[2]C/C-SiC復合材料的性能研究[D]. 謝喬.西北工業(yè)大學 2007
[3]先驅體轉化法制備C/C-SiC復合材料的研究[D]. 杜紅娜.西北工業(yè)大學 2006
[4]原位反應法制備C/C-SiC復合材料的摩擦性能及氧化性能研究[D]. 任蕓蕓.中南大學 2004
[5]3D-C/SiC的高溫拉—拉疲勞性能研究[D]. 劉興法.西北工業(yè)大學 2003
[6]3D-C/SiC復合材料的拉伸性能[D]. 羅國清.西北工業(yè)大學 2003
本文編號:3319119
【文章來源】:華東交通大學江西省
【文章頁數(shù)】:48 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 前言
1.2 摩擦材料的概況
1.2.1 摩擦材料概述
1.2.2 摩擦材料發(fā)展歷史
1.2.3 摩擦材料在汽車上的應用
1.3 C/C-SiC摩擦材料的研究與發(fā)展現(xiàn)狀
1.4 C/C-SiC摩擦材料的制備
1.4.1 先驅體浸漬裂解法
1.4.2 化學氣相滲透法
1.4.3 溫壓-原位反應法
1.4.4 反應熔滲法
1.4.5 綜合工藝
1.5 研究背景與內容
第二章 實驗材料及方法
2.1 實驗原材料與設備
2.1.1 碳纖維
2.1.2 樹脂
2.1.3 硅粉
2.2 試樣制備
2.2.1 成分設計
2.2.2 制備的工藝
2.3 性能檢測
2.3.1 密度及孔隙率測定
2.3.2 力學性能測試
2.3.3 摩擦磨損性能測試
2.3.4 抗氧化性能測試
2.3.5 掃描電鏡測試
2.4 實驗注意事項
第三章 C/C-SiC摩擦材料的力學性能研究
3.1 熔融滲硅溫度的影響
3.2 預先分散處理的影響
3.3 短纖維的長度的影響
3.4 纖維體積分數(shù)的影響
3.5 本章小結
第四章 材料的抗氧化性能研究
4.1 測試氧化性能實驗方法
4.2 氧化時間與氧化性能關系
4.3 碳纖維含量對材料氧化性能的影響
4.4 溫度對材料氧化失重的影響
4.4.1 溫度變化與材料氧化失重關系
4.4.2 同溫度下不同氧化時間對氧化失重影響
4.5 本章小結
第五章 摩擦磨損性能研究
5.1 實驗方法與結果
5.2 分散處理的影響
5.3 碳纖維長度的影響
5.4 體積分數(shù)的影響
5.5 摩擦磨損機理
5.6 小結
第六章 總結與展望
6.1 主要工作回顧
6.2 本課題展望
參考文獻
個人簡歷 在讀期間的科研
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]纖維長度對碳纖維/銅基復合材料組織及力學性能的影響[J]. 陳達,趙煒康,武世文,夏莉紅,王冰泉,張福勤. 礦冶工程. 2017(06)
[2]基于Evans拉伸破壞模型預測露天采礦機生產效率[J]. 陳寶心,朱宏,何存芳. 現(xiàn)代礦業(yè). 2015(11)
[3]PP/碳纖維復合材料力學性能的研究[J]. 冉紅孟,廖秋慧,陶振剛,連道君,張憶順,吳慧君. 工程塑料應用. 2015(02)
[4]C/C-SiC摩擦材料的研究進展[J]. 李波,崔園園,李愛軍,周春節(jié),張家寶,白瑞成. 上海金屬. 2015(01)
[5]呋喃樹脂固化體系及其固化機理研究進展[J]. 夏宇,藺向陽,杜震,況方舟. 材料導報. 2014(19)
[6]單晶硅爐用碳素材料的硅化腐蝕研究[J]. 曹偉偉,朱波,趙偉,王永偉,喬琨,張式雷. 功能材料. 2013(12)
[7]碳纖維長度對CFRC力學性能影響試驗研究[J]. 王曉初,劉洪濤. 混凝土. 2013(03)
[8]液硅滲透法制備Ti3SiC2改性C/C-SiC復合材料[J]. 范曉孟,殷小瑋,張立同,成來飛. 復合材料學報. 2012(01)
[9]不同針織結構經編碳纖維復合材料彎曲性能[J]. 韓帥,段躍新,李超,肇研,羅輯. 復合材料學報. 2011(05)
[10]具有短纖維增韌界面的復合材料夾芯梁斷裂機制的實驗和數(shù)值研究[J]. 孫士勇,王燦,陳浩然. 復合材料學報. 2011(01)
博士論文
[1]酚醛樹脂氣凝膠及其衍生碳氣凝膠的設計、制備及應用研究[D]. 于志龍.中國科學技術大學 2017
[2]碳纖維熱處理對C-SiC基復合材料微觀組織結構及性能影響的研究[D]. 代吉祥.大連理工大學 2015
[3]PIP法Cf/SiC復合材料組成、結構及性能高溫演變研究[D]. 馬彥.國防科學技術大學 2011
[4]碳纖維在PIP工藝制備陶瓷基復合材料過程中的損傷機理研究[D]. 王建方.中國人民解放軍國防科學技術大學 2003
碩士論文
[1]短纖維增韌層間復合材料板內淺埋分層擴展研究[D]. 劉大成.東北大學 2010
[2]C/C-SiC復合材料的性能研究[D]. 謝喬.西北工業(yè)大學 2007
[3]先驅體轉化法制備C/C-SiC復合材料的研究[D]. 杜紅娜.西北工業(yè)大學 2006
[4]原位反應法制備C/C-SiC復合材料的摩擦性能及氧化性能研究[D]. 任蕓蕓.中南大學 2004
[5]3D-C/SiC的高溫拉—拉疲勞性能研究[D]. 劉興法.西北工業(yè)大學 2003
[6]3D-C/SiC復合材料的拉伸性能[D]. 羅國清.西北工業(yè)大學 2003
本文編號:3319119
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