連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料（CFRCMC）具有輕質(zhì)、強(qiáng)韌化、可靠性高等優(yōu)異的性能,是未來最有前景的高溫結(jié)構(gòu)材料之一。先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法又稱聚合物浸漬裂解法（PIP）是一種新興的制備CFRCMC的方法。但是,未經(jīng)處理的碳纖維原絲表面的浸潤性較差、反應(yīng)活性低、惰性大,導(dǎo)致其與基體之間的界面性能差。因此需要對碳纖維進(jìn)行表面改性,以改善復(fù)合材料的界面性能。本文首先對氧化石墨烯化學(xué)接枝改性碳纖維的制備與表征進(jìn)行了研究。采用“Grafting-to”化學(xué)接枝改性方法,以聚乙烯亞氨（PEI）為偶聯(lián)劑,EDC/NHS為活化劑/催化劑,在水介質(zhì)中制備了氧化石墨烯改性碳纖維復(fù)合增強(qiáng)體（CF-PEI-gGO）。但是,氧化石墨烯水溶液的分散性很容易受pH值和電位值變化的影響。加入活化劑EDC后,氧化石墨烯水溶液出現(xiàn)嚴(yán)重團(tuán)聚現(xiàn)象,分析認(rèn)為主要因為EDC引起Zeta電位改變引起的。通過滴加氨水調(diào)節(jié)溶液pH值,進(jìn)而調(diào)控溶液的Zeta電位值,解決了氧化石墨烯的團(tuán)聚問題,首次完成了水介質(zhì)中將氧化石墨烯化學(xué)接枝到碳纖維表面的過程。纖維單絲微脫粘實驗測試結(jié)果表明在碳纖維表面接枝氧化石墨烯后,其界面剪切強(qiáng)度比碳纖維原絲增加了86.... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與目的意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 碳纖維表面改性的研究
        1.2.2 氧化石墨烯的研究
        1.2.3 SiBOC先驅(qū)體陶瓷的研究
        1.2.4 先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備陶瓷基復(fù)合材料的研究
    1.3 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與測試方法
    2.1 引言
    2.2 實驗材料與設(shè)備
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器與設(shè)備
    2.3 氧化石墨烯改性碳纖維/SiBOC復(fù)合材料的制備過程
    2.4 材料分析測試方法
        2.4.1 材料微觀形貌分析方法
        2.4.2 材料結(jié)構(gòu)分析方法
        2.4.3 材料力學(xué)性能測試方法
        2.4.4 復(fù)合材料密度及孔隙率測量方法
        2.4.5 材料熱性能測試方法
第3章 氧化石墨烯改性碳纖維復(fù)合材料的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 氧化石墨烯的制備與表征
        3.2.1 氧化石墨烯的制備
        3.2.2 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)與性能
    3.3 氧化石墨烯改性碳纖維復(fù)合材料的制備
        3.3.1 氨基化碳纖維的制備
        3.3.2 氧化石墨烯改性碳纖維的制備
    3.4 氧化石墨烯改性碳纖維復(fù)合材料的表征
        3.4.1 CF-PEI-g-GO復(fù)合材料的紅外光譜測試
        3.4.2 CF-PEI-g-GO復(fù)合材料的X射線光電子能譜分析
        3.4.3 CF-PEI-g-GO復(fù)合材料的微觀形貌
        3.4.4 CF-PEI-g-GO復(fù)合材料的單絲微脫粘測試
        3.4.5 CF-PEI-g-GO復(fù)合材料的熱重分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 SiBOC先驅(qū)體陶瓷的制備與性能研究
    4.1 引言
    4.2 SiBOC陶瓷先驅(qū)體的合成及表征
        4.2.1 SiBOC陶瓷先驅(qū)體的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.2.2 聚甲基乙氧基硅氧烷的制備
        4.2.3 SiBOC陶瓷先驅(qū)體及其干凝膠的制備
        4.2.4 SiBOC先驅(qū)體干凝膠的表征
    4.3 SiBOC陶瓷先驅(qū)體的陶瓷化性能研究
        4.3.1 B含量對SiBOC先驅(qū)體干凝膠陶瓷產(chǎn)率的影響
        4.3.2 SiBOC先驅(qū)體干凝膠高溫結(jié)構(gòu)演變
        4.3.3 裂解溫度對SiBOC陶瓷結(jié)構(gòu)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 碳纖維改性SiBOC先驅(qū)體陶瓷基復(fù)合材料的制備與表征
    5.1 引言
    5.2 CF-PEI-g-GO/SiBOC復(fù)合材料的制備
    5.3 CF-PEI-g-GO/SiBOC復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)表征
    5.4 CF-PEI-g-GO/SiBOC復(fù)合材料的力學(xué)性能
    5.5 CF-PEI-g-GO/SiBOC復(fù)合材料的熱性能與高溫穩(wěn)定性
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Investigation on high angle of attack characteristics of hypersonic space vehicle[J]. HUANG Wei*, LI ShiBin, LIU Jun & WANG ZhenGuo* Science and Technology on Scramjet Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China.  Science China（Technological Sciences）. 2012(05)
[2]X-37B空天飛行器輕質(zhì)非燒蝕熱防護(hù)新技術(shù)[J]. 魯芹,姜貴慶,羅曉光,胡龍飛.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(01)
[3]氧化石墨烯接枝碳纖維新型增強(qiáng)體的制備與表征[J]. 劉秀影,宋英,李存梅,王福平.  無機(jī)化學(xué)學(xué)報. 2011(11)
[4]纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料概述[J]. 史國普.  陶瓷. 2009(01)
[5]連續(xù)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略探討[J]. 張立同,成來飛.  復(fù)合材料學(xué)報. 2007(02)
[6]碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 林德春,潘鼎,高健,陳尚開.  玻璃鋼. 2007(01)
[7]碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 林德春,潘鼎,高健,陳尚開.  玻璃鋼. 2007 (01)
[8]連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料概述[J]. 何新波,楊輝,張長瑞,周新貴.  材料科學(xué)與工程. 2002(02)



本文編號：3606654