本文采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的連續(xù)化化學(xué)氣相沉積（CVD）設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體的連續(xù)化制備,完成了對(duì)連續(xù)化制備工藝的進(jìn)一步優(yōu)化。本文主要針對(duì)以下四個(gè)方面進(jìn)行研究:（1）研究電化學(xué)陽極氧化（EAO）強(qiáng)度對(duì)碳纖維表面元素及官能團(tuán)含量、纖維拉伸強(qiáng)度及CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體表面形貌的影響;（2）分析催化劑顆粒的元素組成及相組成,探究硫元素?fù)诫s形式;（3）優(yōu)化催化劑體系,在催化劑前驅(qū)體中引入硫脲作為催化促進(jìn)劑,探究促進(jìn)劑及生長(zhǎng)溫度對(duì)CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體表面形貌、單絲拉伸強(qiáng)度以及CNTs微觀結(jié)構(gòu)的影響;（4）改變碳纖維進(jìn)絲速度以及生長(zhǎng)氣氛中H2與C2H2的比例,探究CVD工藝時(shí)間及生長(zhǎng)氣氛對(duì)CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體表面石墨化程度、表面形貌及其拉伸強(qiáng)度的影響。經(jīng)過對(duì)預(yù)處理碳纖維的表面成分與力學(xué)性能的研究可知:EAO處理會(huì)增加表面極性官能團(tuán)含量,改變碳纖維表面各種化學(xué)元素的相對(duì)含量。高強(qiáng)度的表面氧化會(huì)導(dǎo)致碳纖維表面被嚴(yán)重刻蝕,造成大量缺陷出現(xiàn)在碳纖維表面從而導(dǎo)致其石墨結(jié)構(gòu)疏松,影響碳纖維表面的石墨化程度,進(jìn)而致使碳纖維強(qiáng)度降低。經(jīng)過50C/g、100C/g及150C/g電化學(xué)處... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳纖維及其復(fù)合材料
        1.2.1 碳纖維及其復(fù)合材料發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 限制因素及改進(jìn)措施
    1.3 CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體增強(qiáng)復(fù)合材料
        1.3.1 CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體的制備工藝
        1.3.2 CNTs/CF增強(qiáng)復(fù)合材料力學(xué)性能的增強(qiáng)機(jī)制
    1.4 目前存在的問題
    1.5 本課題研究目的與內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)材料及試驗(yàn)方法
    2.1 技術(shù)路線
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備儀器
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.2 設(shè)備儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 碳纖維脫漿處理
        2.3.2 碳纖維表面電化學(xué)陽極氧化處理及催化劑前驅(qū)體負(fù)載
        2.3.3 催化劑還原及CNTs生長(zhǎng)
    2.4 測(cè)試及表征
        2.4.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.4.2 高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)
        2.4.3 拉曼光譜分析(Raman)
        2.4.4 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.4.5 X射線衍射分析(XRD)
        2.4.6 熱重分析(TG)
        2.4.7 單絲拉伸強(qiáng)度測(cè)試
        2.4.8 浸潤(rùn)性分析
第三章 碳纖維表面電化學(xué)氧化工藝研究
    3.1 引言
    3.2 電化學(xué)氧化對(duì)碳纖維表面元素的影響
    3.3 電化學(xué)氧化對(duì)CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體表面形貌的影響
    3.4 電化學(xué)氧化對(duì)碳纖維拉伸強(qiáng)度的影響
    3.5 本章小結(jié)
第四章 連續(xù)化碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的催化劑體系優(yōu)化
    4.1 引言
    4.2 生長(zhǎng)溫度對(duì)碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的影響
    4.3 硫脲濃度對(duì)碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的影響
    4.4 催化劑成分比例探究
    4.5 生長(zhǎng)溫度及硫脲濃度對(duì)CNTs微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.5.1 CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體表面石墨化程度分析
        4.5.2 CNTs微觀結(jié)構(gòu)分析
        4.5.3 CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體熱氧化性能分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 連續(xù)化碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的工藝條件優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 走絲速度對(duì)碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的影響
        5.2.1 走絲速度對(duì)多尺度增強(qiáng)體表面形貌的影響
        5.2.2 走絲速度對(duì)多尺度增強(qiáng)體拉伸強(qiáng)度的影響
    5.3 生長(zhǎng)氣氛對(duì)碳纖維表面生長(zhǎng)CNTs的影響
        5.3.1 生長(zhǎng)氣氛對(duì)多尺度增強(qiáng)體表面形貌的影響
        5.3.2 走絲速度對(duì)多尺度增強(qiáng)體拉伸強(qiáng)度的影響
    5.4 CNTs/CF多尺度增強(qiáng)體浸潤(rùn)性分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果
參與的科研項(xiàng)目
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料導(dǎo)熱性能研究[J]. 杜文博,侯江濤,孟繁婧,李淑波.  中國材料進(jìn)展. 2020(01)
[2]CNT-CF/水泥基材料導(dǎo)電性能研究[J]. 左俊卿,房霆宸,廖剛.  硅酸鹽通報(bào). 2019(12)
[3]碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J]. 張君紅.  建材與裝飾. 2019(30)
[4]碳纖維表面改性研究進(jìn)展[J]. 戰(zhàn)奕凱,趙潛,李莉萍,劉玉飛,龔勇吉,何敏.  工程塑料應(yīng)用. 2019(10)
[5]纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車覆蓋件中的應(yīng)用[J]. 葉輝,劉暢,閆康康.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2020(02)
[6]碳纖維表面處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 周雪松,王亞東,匡培東,蔣愛云,張保豐.  合成纖維工業(yè). 2019(04)
[7]早齡期CNTs增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料的性能研究[J]. 花蕾,王劉蕓.  硅酸鹽通報(bào). 2019(04)
[8]碳纖維復(fù)合材料在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用研究[J]. 王銘輝.  現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2019(08)
[9]江蘇碳纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展之路探討[J]. 任海玲,李旭紅,徐琴平,孫然.  科技與經(jīng)濟(jì). 2019(01)
[10]碳纖維復(fù)合材料汽車零部件開發(fā)與應(yīng)用前景[J]. 孫鴻昌,張欣然.  化工設(shè)計(jì)通訊. 2018(12)

博士論文
[1]CNT/CF多尺度纖維固液潤(rùn)濕行為及其熱塑性復(fù)合材料界面性能[D]. 王健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]碳纖維增強(qiáng)PPBES復(fù)合材料的界面改性研究[D]. 李楠.大連理工大學(xué) 2018
[3]碳纖維表面多尺度組元構(gòu)筑及其復(fù)合材料界面性能研究[D]. 王彩鳳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]碳纖維表面生長(zhǎng)碳納米管/碳納米纖維及其增強(qiáng)復(fù)合材料的研究[D]. 范汶鑫.山東大學(xué) 2016

碩士論文
[1]碳布表面均勻生長(zhǎng)碳納米管的工藝優(yōu)化及其增強(qiáng)復(fù)合材料的研究[D]. 路瑞佼.山東大學(xué) 2019
[2]碳纖維/碳布表面生長(zhǎng)碳納米管及其復(fù)合材料的研究[D]. 王興輝.山東大學(xué) 2018
[3]連續(xù)化碳纖維表面生長(zhǎng)碳納米管及其結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 鄭林寶.山東大學(xué) 2018
[4]碳纖維表面生長(zhǎng)碳納米管及其結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 陳銘.北京化工大學(xué) 2016
[5]碳纖維多尺度增強(qiáng)體的制備及其結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 趙永華.北京化工大學(xué) 2015
[6]電動(dòng)汽車覆蓋件輕量化的力學(xué)性能分析和研究[D]. 李丹陽.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3633412