氮化硼納米片/碳化硅陶瓷復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-22 05:25
由于碳化硅陶瓷基復(fù)合材料輕質(zhì)、耐高溫、高溫穩(wěn)定性良好,因此在航空航天等軍事領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛,特別是在飛機(jī)、火箭的發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用。碳化硅陶瓷基復(fù)合材料已經(jīng)成為合金在發(fā)動(dòng)機(jī)上的優(yōu)秀替代品,可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的使用溫度,同時(shí)也可以降低能耗,在節(jié)能環(huán)保以及飛機(jī)提速上有著重大意義。但是碳化硅陶瓷存在的韌性不足問(wèn)題,一直限制了其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。因此本文提出在碳化硅陶瓷基體中引入一種二維納米片材料(氮化硼納米片)作為增強(qiáng)相,制備碳化硅陶瓷基復(fù)合材料,來(lái)提高碳化硅陶瓷的力學(xué)性能包括彎曲強(qiáng)度和韌性。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)利用立式攪拌磨球磨剝離得到氮化硼納米片(BNNSs),系統(tǒng)研究不同球磨工藝對(duì)BNNSs的產(chǎn)量、形貌、尺寸以及厚度的影響。研究中采用異丙醇為分散劑,異丙醇起到了阻礙剝離后的BNNSs再次結(jié)合以及使BNNSs分散性良好的關(guān)鍵作用,可以使得被剝離下來(lái)的BNNSs能夠通過(guò)離心的方式分離出來(lái)。剝離制備的BNNSs比BN擁有著更優(yōu)越的力學(xué)性能,彎曲模量更大。最終優(yōu)化確定研磨工藝條件為:選擇直徑2mm球;轉(zhuǎn)速為200rpm;球磨時(shí)間為8h時(shí)。在上述球磨工藝條件下,制備BNNSs納米片的產(chǎn)量最大,...
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
六邊形BNNSs的原子層結(jié)構(gòu)模擬圖
如圖1-2 所示為使用 NaOH 化學(xué)剝離 BNNSs。1.2.2.3 液相超聲法剝離 BNNSs除了上面提到的化學(xué)剝離方法外,液相超聲剝離的方法也是報(bào)道最多的方法之一。2008 年,Han[14]等人首次實(shí)現(xiàn)了從單晶透明的 h-BN 上液相超聲剝離出BNNSs。他們報(bào)道方法是 0.2mg h-BN 晶體加入 5ml 的 1,2 氯乙烷溶液(1.2mg/ml)中,超聲 1h 剝離,這是一種類(lèi)似于生產(chǎn)石墨烯的制作方法。隨后,Zhi 等人 2009 年應(yīng)用了有力的超聲波處理,在強(qiáng)的極性溶液(DMF)中剝離,然后進(jìn)行離心分離,成功得到了大規(guī)模的 BNNSs。使用這種方法
圖 1-3 在水中進(jìn)行的超聲輔助水解與剝離模擬圖[18]-3 Simulation diagram of ultrasound-assisted hydrolysis and stripping simwater[18]過(guò)程為 0.2g h-BN 加入 100mlMSA,然后轉(zhuǎn)移到一個(gè)低功率超 8 h。之后,離心機(jī)在 2000 rpm 中離心 1.5 h 然后將沉積物是其后是對(duì) BNNSs 的濃度的測(cè)定。該方法使 MSA 的 BNNS 產(chǎn)量,厚度小于 3 納米,并在極性溶劑中呈現(xiàn)出良好的分散性。除了證明了在超聲波條件下,水也是一種有效的剝離的溶劑。Lin Ss 的“潔凈”水的分散性,可以通過(guò)在水中進(jìn)行超聲波處理,這解來(lái)解釋。氨測(cè)試和光譜驗(yàn)證的結(jié)果,表明了超聲輔助水解可片層厚度和進(jìn)一步誘發(fā)他們剝離成 BNNSs[18]如圖 1-3 所示。Y液剝離二維石墨烯類(lèi)似物,如二硫化鉬、二硫化鎢和六方氮化硼型的方法中,將 h-BN 粉末,以及 20 ml 的凝膠水溶液添加到玻
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]rGO/SiC復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 黃毅華,江東亮,陳忠明,劉學(xué)建,張先鋒,廖振魁,黃政仁. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]三維針刺C/SiC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性能(英文)[J]. 郭友軍,聶景江,徐永東,成來(lái)飛. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2008(02)
[3]基體改性對(duì)碳纖維增韌碳化硅復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 韓秀峰,張立同,成來(lái)飛,徐永東. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2006(07)
[4]高溫結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 周洋,袁廣江,徐榮九,杜林虎,李宏泉,陳大明. 硅酸鹽通報(bào). 2001(04)
[5]陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)展及在航空宇航器上的應(yīng)用前景[J]. 杜善義,韓杰才,李文芳,顧震隆. 宇航材料工藝. 1991(05)
本文編號(hào):3545838
【文章來(lái)源】:東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
六邊形BNNSs的原子層結(jié)構(gòu)模擬圖
如圖1-2 所示為使用 NaOH 化學(xué)剝離 BNNSs。1.2.2.3 液相超聲法剝離 BNNSs除了上面提到的化學(xué)剝離方法外,液相超聲剝離的方法也是報(bào)道最多的方法之一。2008 年,Han[14]等人首次實(shí)現(xiàn)了從單晶透明的 h-BN 上液相超聲剝離出BNNSs。他們報(bào)道方法是 0.2mg h-BN 晶體加入 5ml 的 1,2 氯乙烷溶液(1.2mg/ml)中,超聲 1h 剝離,這是一種類(lèi)似于生產(chǎn)石墨烯的制作方法。隨后,Zhi 等人 2009 年應(yīng)用了有力的超聲波處理,在強(qiáng)的極性溶液(DMF)中剝離,然后進(jìn)行離心分離,成功得到了大規(guī)模的 BNNSs。使用這種方法
圖 1-3 在水中進(jìn)行的超聲輔助水解與剝離模擬圖[18]-3 Simulation diagram of ultrasound-assisted hydrolysis and stripping simwater[18]過(guò)程為 0.2g h-BN 加入 100mlMSA,然后轉(zhuǎn)移到一個(gè)低功率超 8 h。之后,離心機(jī)在 2000 rpm 中離心 1.5 h 然后將沉積物是其后是對(duì) BNNSs 的濃度的測(cè)定。該方法使 MSA 的 BNNS 產(chǎn)量,厚度小于 3 納米,并在極性溶劑中呈現(xiàn)出良好的分散性。除了證明了在超聲波條件下,水也是一種有效的剝離的溶劑。Lin Ss 的“潔凈”水的分散性,可以通過(guò)在水中進(jìn)行超聲波處理,這解來(lái)解釋。氨測(cè)試和光譜驗(yàn)證的結(jié)果,表明了超聲輔助水解可片層厚度和進(jìn)一步誘發(fā)他們剝離成 BNNSs[18]如圖 1-3 所示。Y液剝離二維石墨烯類(lèi)似物,如二硫化鉬、二硫化鎢和六方氮化硼型的方法中,將 h-BN 粉末,以及 20 ml 的凝膠水溶液添加到玻
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]rGO/SiC復(fù)合材料的制備與性能研究[J]. 黃毅華,江東亮,陳忠明,劉學(xué)建,張先鋒,廖振魁,黃政仁. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2018(11)
[2]三維針刺C/SiC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)特征和力學(xué)性能(英文)[J]. 郭友軍,聶景江,徐永東,成來(lái)飛. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2008(02)
[3]基體改性對(duì)碳纖維增韌碳化硅復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 韓秀峰,張立同,成來(lái)飛,徐永東. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2006(07)
[4]高溫結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 周洋,袁廣江,徐榮九,杜林虎,李宏泉,陳大明. 硅酸鹽通報(bào). 2001(04)
[5]陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)展及在航空宇航器上的應(yīng)用前景[J]. 杜善義,韓杰才,李文芳,顧震隆. 宇航材料工藝. 1991(05)
本文編號(hào):3545838
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