高超聲速飛行器的發(fā)展對耐超高溫材料提出了迫切的需求。纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料克服了傳統(tǒng)陶瓷材料的脆性和抗熱沖擊性差等缺點(diǎn),且具有低密度、低膨脹、耐高溫和性能可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn),在高超聲速飛行器熱防護(hù)系統(tǒng)等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。本文針對新型C_f/ZrC復(fù)合材料,開展了石墨烯氣凝膠改性碳纖維的研究,篩選出了適于PIP工藝的改性碳纖維,隨后采用前驅(qū)體浸漬-裂解（PIP）工藝制備了C_f/ZrC復(fù)合材料,重點(diǎn)研究了裂解溫度與浸漬次數(shù)對復(fù)合材料的性能的影響。本文通過改進(jìn)Hummers法制備氧化石墨烯,在沉降實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),經(jīng)2.5h超聲得到的氧化石墨烯片層厚度為1.24nm左右,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯含有C-O-C、-OH、COOH等含氧官能團(tuán)。三聚氰胺作為交聯(lián)劑可以使氧化石墨烯凝膠,改變pH值可以使其發(fā)生溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。本文采用兩種方法制備了還原石墨烯氣凝膠,結(jié)果發(fā)現(xiàn),氣凝膠孔分布均勻,與水熱制備的還原石墨烯氣凝膠相比,水合肼還原的石墨烯氣凝膠孔徑尺寸比較大,且石墨烯片層較薄,經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)氧化石墨烯中的CO-C被還原,-COOH、-OH等含氧基團(tuán)含量降低,并且還原并... 

【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)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 石墨烯氣凝膠
        1.2.1 石墨烯
        1.2.2 石墨烯氣凝膠
    1.3 連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料
        1.3.1 連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的增韌機(jī)制
        1.3.2 連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的制備方法
        1.3.3 連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用
    1.4 ZrC陶瓷的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 ZrC的基本性質(zhì)
        1.4.2 ZrC的制備方法
        1.4.3 ZrC的應(yīng)用
    1.5 主要研究內(nèi)容
第二章 材料的制備和實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料與設(shè)備
        2.1.1 材料體系
        2.1.2 原料與設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)過程
        2.2.1 氧化石墨烯的制備
        2.2.2 石墨烯氣凝膠的制備
        2.2.3 碳纖維/石墨烯氣凝膠的制備
        2.2.4 復(fù)合材料的制備
    2.3 實(shí)驗(yàn)及表征方法
        2.3.1 物相組成及微觀組織結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 物理性能測試
第三章 石墨烯氣凝膠的制備
    3.1 引言
    3.2 氧化石墨烯的制備及表征
        3.2.1 超聲時(shí)間的確定
        3.2.2 氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 氧化石墨烯的TG-DTA測試
    3.3 氧化石墨烯氣凝膠的制備
        3.3.1 氧化石墨烯水凝膠的制備
        3.3.2 氧化石墨烯氣凝膠的制備
    3.4 還原石墨烯氣凝膠的制備
        3.4.1 水熱法制備還原石墨烯氣凝膠
        3.4.2 化學(xué)還原法制備還原石墨烯氣凝膠
    3.5 本章小結(jié)
第四章 碳纖維/石墨烯氣凝膠的制備
    4.1 引言
    4.2 水合肼還原碳纖維/氧化石墨烯氣凝膠
        4.2.1 碳纖維/氧化石墨烯氣凝膠的微觀表征
        4.2.2 水合肼還原碳纖維/氧化石墨烯氣凝膠的微觀表征
        4.2.3 水合肼還原碳纖維/氧化石墨烯氣凝膠的結(jié)構(gòu)表征
    4.3 水熱法制備碳纖維/還原石墨烯氣凝膠
        4.3.1 水熱法制備碳纖維/還原石墨烯氣凝膠的微觀表征
        4.3.2 水熱法制備碳纖維/還原石墨烯氣凝膠的結(jié)構(gòu)表征
    4.4 本章小結(jié)
第五章 ZrC陶瓷基復(fù)合材料的制備
    5.1 引言
    5.2 ZrC前驅(qū)體的研究
        5.2.1 ZrC前驅(qū)體的熱物理分析
        5.2.2 ZrC前驅(qū)體裂解后的相分析
        5.2.3 ZrC前驅(qū)體的結(jié)構(gòu)分析
    5.3 ZrC基復(fù)合材料的研究
        5.3.1 不同裂解溫度對復(fù)合材料性能的影響
        5.3.2 不同浸漬次數(shù)對復(fù)合材料性能的影響
        5.3.3 陶瓷基復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]自蔓延高溫合成碳化鋯粉體[D]. 李靜.武漢理工大學(xué) 2010
[3]光熱轉(zhuǎn)換蓄熱調(diào)溫纖維的研制[D]. 石海峰.天津工業(yè)大學(xué) 2002



本文編號：3126425