自碳纖維問世以來,其高比強(qiáng)度、高比模量及耐高溫等優(yōu)異性能備受人們關(guān)注。在復(fù)合材料制備過程中,碳纖維與基體材料發(fā)生反應(yīng)并引起碳纖維的衰退,不能充分發(fā)揮其優(yōu)異性能。在碳纖維表面制備碳涂層可以抑制碳纖維的損傷,同時(shí)還可以調(diào)控纖維與基體間的界面。針對(duì)傳統(tǒng)制備碳涂層工藝所面臨的成本較高、生產(chǎn)周期較長等問題,本文提出了一種采用價(jià)格低廉的葡萄糖作為碳源,利用操作簡便的水熱反應(yīng)制備碳纖維表面碳涂層的方法,該方法具有成本低、生產(chǎn)周期短、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此開展葡萄糖水熱反應(yīng)制備碳纖維表面碳涂層的研究具有十分重要的意義。在水熱反應(yīng)過程中溶液p H值、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、溶液濃度及反應(yīng)次數(shù)等工藝參數(shù)對(duì)涂層質(zhì)量有重要影響。當(dāng)p H>3時(shí),制備的涂層表面有球狀粘附物,其中p H為7時(shí)涂層厚度為200nm左右,球狀物尺寸為900nm左右。p H<2時(shí),涂層光滑連續(xù),涂層厚度約1μm;揭示出反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)溫度存在閾值;實(shí)現(xiàn)了涂層厚度的按需調(diào)控,溶液濃度從6wt.%增加至30wt.%時(shí),涂層厚度逐漸增加至1.7μm,經(jīng)5次反應(yīng)后涂層厚度增加至3μm左右。研究了反應(yīng)后固相產(chǎn)物及液相產(chǎn)物的理化性質(zhì),揭示了強(qiáng)酸... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級(jí)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 碳纖維表面涂層研究現(xiàn)狀
        1.2.1 碳纖維表面涂層的制備方法
        1.2.2 碳涂層的制備方法
        1.2.3 纖維性能評(píng)價(jià)方法
    1.3 糖類水熱反應(yīng)研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與測試方法
    2.0 引言
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 碳纖維材料
        2.1.2 其他材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 碳纖維表面碳涂層的制備工藝
        2.3.2 葡萄糖水熱反應(yīng)制備固相產(chǎn)物
    2.4 材料分析測試方法
        2.4.1 微觀組織分析
        2.4.2 水熱固相產(chǎn)物收率計(jì)算
        2.4.3 元素分析
        2.4.4 氣相色譜分析
        2.4.5 材料結(jié)構(gòu)分析方法
第3章 碳纖維表面涂層制備及調(diào)控研究
    3.1 引言
    3.2 葡萄糖溶液浸漬裂解制備碳涂層
    3.3 葡萄糖水熱法均勻涂層的制備及調(diào)控
        3.3.1 溶液pH值對(duì)碳纖維涂層的影響
        3.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)碳纖維涂層的影響
        3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)碳纖維涂層的影響
        3.3.4 葡萄糖濃度對(duì)碳纖維涂層的影響
        3.3.5 多次反應(yīng)對(duì)碳纖維涂層的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 葡萄糖水熱涂層組成結(jié)構(gòu)分析及生長機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 葡萄糖水熱涂層生長機(jī)理研究
        4.2.1 水熱反應(yīng)的異構(gòu)化過程分析
        4.2.2 水熱反應(yīng)的固相產(chǎn)物分析
        4.2.3 水熱反應(yīng)的液相產(chǎn)物分析
        4.2.4 水熱反應(yīng)涂層的形成
    4.3 水熱固相產(chǎn)物組成結(jié)構(gòu)分析
        4.3.1 水熱固相產(chǎn)物的元素組成分析
        4.3.2 水熱固相產(chǎn)物的化學(xué)組成分析
        4.3.3 水熱固相產(chǎn)物的微觀組織結(jié)構(gòu)分析
    4.4 水熱產(chǎn)物熱處理碳化
        4.4.1 水熱產(chǎn)物的熱處理工藝確定
        4.4.2 熱處理后水熱產(chǎn)物的組成結(jié)構(gòu)分析
        4.4.3 熱處理后水熱產(chǎn)物的微觀形貌分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]碳纖維復(fù)絲拉伸強(qiáng)度數(shù)據(jù)的取舍探究[J]. 鄒秀娟,張洪池,王娟.  高科技纖維與應(yīng)用. 2017(03)
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碩士論文
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[2]CF表面涂層及PIP法3D-CF/SiC復(fù)合材料制備與性能研究[D]. 王靜靜.上海工程技術(shù)大學(xué) 2015
[3]超高分子量聚乙烯纖維表面改性及其橡膠基復(fù)合材料性能研究[D]. 李春陽.寧波大學(xué) 2015
[4]Cf表面涂層及Cf/SiBCN復(fù)合材料制備與性能[D]. 潘麗君.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3654758