C/C復(fù)合材料具有強(qiáng)度高、密度低、高導(dǎo)熱性、摩擦性能好,以及沖擊性能好等優(yōu)點(diǎn)。常用于制備導(dǎo)彈錐體、火箭喉襯、飛機(jī)剎車(chē)片等部件,近年來(lái)在機(jī)輪導(dǎo)軌、醫(yī)用材料、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片和活塞等工業(yè)方面也逐漸擴(kuò)大用量。本文采用電熱化學(xué)氣相沉積法(Electrothermal chemical vapor deposition, ECVD)制備C/C復(fù)合材料,以簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)備、縮短制備周期、降低制備成本。本文以碳?xì)譃轭A(yù)制體,C2H2為碳源氣體,N2為稀釋氣體,利用碳?xì)值膶?dǎo)電性,對(duì)其直接充電,以碳?xì)肿陨懋a(chǎn)生的熱量裂解碳源氣體。在實(shí)驗(yàn)之前先對(duì)碳?xì)值淖铚靥匦赃M(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)碳?xì)值碾娮杪孰S溫度升高其電阻下降,變化規(guī)律為σ=風(fēng)(1-4.067×10-4t)。本文對(duì)ECVD制備C/C復(fù)合材料的工藝條件進(jìn)行了深入研究,分析了工藝條件對(duì)增密C/C復(fù)合的影響。探討了熱解溫度、碳源濃度等對(duì)碳源致密化速率的影響。發(fā)現(xiàn)預(yù)制體內(nèi)部形成一定的溫度梯度,致密過(guò)程中分為致密區(qū)、未沉積區(qū)、多孔區(qū)等三個(gè)區(qū)域；分析了熱解溫度、碳源濃度、滯留時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的最終密度的影響,發(fā)現(xiàn)沉積30小時(shí)后,當(dāng)C2H2：N2=1：20時(shí)得到最高密度為1.55g/cm3...

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 C/C復(fù)合材料制備方法的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液相浸漬法
        1.2.2 化學(xué)氣相沉積(Chemical vapor deposition,CVD)
        1.2.3 化學(xué)液氣相滲透(CLVI)
    1.3 CVD熱解炭的結(jié)構(gòu)
    1.4 C/C復(fù)合材料致密化的影響因素
        1.4.1 氣態(tài)種類(lèi)的影響
        1.4.2 CVD溫度對(duì)致密化的影響
        1.4.3 碳源濃度對(duì)致密化的影響
        1.4.4 氣體滯留時(shí)間對(duì)致密化的影響
        1.4.5 預(yù)制體初始A_S/V_R對(duì)增密的影響
    1.5 研究思路及主要內(nèi)容
第二章 C/C復(fù)合材料的制備和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 碳?xì)?br>        2.1.2 實(shí)驗(yàn)氣體
        2.1.3 其他材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 電熱法制備C/C復(fù)合材料試驗(yàn)裝置
        2.2.2 電熱法沉積爐
        2.2.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.3 碳?xì)诸A(yù)處理和C/C復(fù)合材料制備工藝
        2.3.1 試驗(yàn)技術(shù)流程
        2.3.2 碳?xì)诸A(yù)處理
        2.3.3 電熱法CVD制備C/C復(fù)合材料
    2.4 測(cè)試分析
        2.4.1 密度測(cè)量
        2.4.2 炭收率測(cè)量
        2.4.3 力學(xué)性能測(cè)試
        2.4.4 掃描電鏡分析
        2.4.5 拉曼光譜分析
        2.4.6 X射線分析
        2.4.7 透射電鏡分析
第三章 電熱法CVD工藝對(duì)致密化的影響
    3.1 碳?xì)蛛姛崽匦詼y(cè)試分析
    3.2 ECVD工藝條件對(duì)增密速率的影響
        3.2.1 沉積溫度對(duì)預(yù)制體致密化速率的影響
        3.2.2 碳源濃度對(duì)致密化速率的影響
        3.2.3 氣體滯留時(shí)間對(duì)致密化速率的影響
    3.3 ECVD工藝條件對(duì)增密結(jié)果的影響
        3.3.1 ECVD工藝增密結(jié)果分析
        3.3.2 碳源濃度對(duì)最終密度的影響
        3.3.3 沉積溫度對(duì)C/C復(fù)合材料密度分布的影響
    3.4 C/C復(fù)合材料的炭收率測(cè)量
    3.5 本章小結(jié)
第四章 電熱法CVD工藝對(duì)PyC生長(zhǎng)方式和結(jié)構(gòu)的影響
    4.1 電熱法CVD熱解炭的形成機(jī)理分析
        4.1.1 層狀結(jié)構(gòu)PyC的生長(zhǎng)和形貌分析
        4.1.2 點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)PyC生長(zhǎng)和形貌分析
    4.2 電熱法CVD工藝條件對(duì)PyC生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)影響
        4.2.1 碳源濃度對(duì)PyC結(jié)構(gòu)的影響
        4.2.2 沉積溫度對(duì)PyC結(jié)構(gòu)的影響
    4.3 ECVD工藝沉積PyC機(jī)理
    4.4 本章小結(jié)
第五章 電熱法CVD制備C/C復(fù)合材料的抗彎性能
    5.1 C/C復(fù)合材料抗彎測(cè)試結(jié)果
    5.2 C/C復(fù)合材料彎曲破壞機(jī)理
    5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)
    6.1 結(jié)論
    6.2 本課題今后需進(jìn)一步研究的地方
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3892738