碳纤维增强低膨胀LAS微晶玻璃的制备和性能研究
发布时间：2020-12-24 02:36
本文利用了溶胶-凝胶的方法结合真空热压烧结制备了碳纤维增强锂铝硅（LAS）微晶玻璃复合材料。原材料的成分配比通过锂辉石和锂霞石的设计比例确定。主要研究了锂辉石与锂霞石设计配比、热压温度以及B4C掺杂量对碳纤维增强LAS微晶玻璃复合材料的物相组成、微观形貌、室温力学性能、热膨胀系数以及高温力学性能的影响。通过一系列的实验对比,得到了热膨胀系数接近于零且高温力学性能优良的碳纤维增强LAS微晶玻璃复合材料。主要的研究成果如下:不同配比的LAS微晶玻璃复合材料中,主晶相均为晶粒尺寸介于29.487.7nm之间的β-锂辉石晶相,同时有少量β-锂霞石晶相生成。原材料配比对复合材料室温力学性能的影响不大。其中1300℃烧结温度下9H-1X复合材料的抗弯强度最大为407.83±14.99MPa,而7H-1X复合材料的断裂韧性最大为5.36±0.59MPa·m1/2。氩气保护的环境下,1300℃烧结的不同配比LAS微晶玻璃复合材料的热膨胀系数随测试温度缓慢增加。其中7H-1X复合材料的热膨胀系数最低,在温度低于600℃时,复合材料的热膨胀系数介于10.32.1...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 LAS微晶玻璃的结构与性质
1.2.1 β-锂辉石固溶体的结构与性质
1.2.2 锂霞石的结构与性质
1.3 LAS微晶玻璃的研究现状
1.3.1 LAS系微晶玻璃的制备
1.3.2 LAS微晶玻璃的研究现状
1.3.3 纤维增强LAS微晶玻璃
1.4 B掺杂LAS复合材料
1.5 本文的研究内容
第2章 试验材料与研究方法
2.1 试验原料、试剂及设备
2.1.1 试验原料、试剂
2.1.2 试验设备
2.2 试验内容
2.2.1 LAS凝胶先驱体的制备
2.2.2 LAS凝胶先驱体的热处理
2.2.3 料浆浸渍法制备碳纤维布
2.3 材料分析测试表征
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）
2.3.3 差热-热重分析（DTA-TG）
2.3.4 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
2.4 材料性能测试
2.4.1 密度及孔隙率
2.4.2 抗弯强度
2.4.3 弹性模量
2.4.4 断裂韧性
2.4.5 断裂功
2.4.6 热膨胀系数
第3章 成分配比对Cf/LAS复合材料性能影响
3.1 不同成分配比的LAS复合材料表征
3.1.1 锂辉石与锂霞石不同成分比例XRD物相分析
3.1.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例红外光谱分析
3.1.3 复合材料断口形貌分析
3.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例复合材料室温性能分析
3.2.1 锂辉石与锂霞石不同成分比例密度及显孔率
3.2.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例对力学性能的影响
3.3 锂辉石与锂霞石不同成分比例复合材料高温性能分析
3.3.1 锂辉石与锂霞石不同成分热稳定性分析
3.3.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例热膨胀系数分析
3.3.3 锂辉石与锂霞石不同成分比例对高温力学性能影响
3.4 本章小结
第4章 烧结温度对Cf/LAS复合材料性能的影响
4.1 不同烧结温度的复合材料表征
4.1.1 不同烧结温度复合材料XRD物相分析
4.1.2 不同烧结温度复合材料红外光谱分析
4.1.3 不同烧结温度复合材料表面及断口形貌分析
4.2 不同烧结温度复合材料热膨胀系数
4.2.1 不同烧结温度复合材料热膨胀系数分析
4.3 烧结温度复合材料室温性能影响
4.3.1 烧结温度对密度及显孔率的影响
4.3.2 烧结温度对室温力学性能的影响
4.4 烧结温度对复合材料高温抗弯强度的影响
4.5 不同配比复合材料高温测试后形貌分析
4.6 本章小结
4C含量对Cf/LAS复合材料性能影响">第5章 B4C含量对Cf/LAS复合材料性能影响
4C的7H-1X复合材料组织结构"> 5.1 添加不同比例B4C的7H-1X复合材料组织结构
4C的7H-1X复合材料XRD物相分析"> 5.1.1 不同比例B4C的7H-1X复合材料XRD物相分析
4C的7H-1X复合材料红外分析"> 5.1.2 不同比例B4C的7H-1X复合材料红外分析
4C的7H-1X复合材料形貌分析"> 5.1.3 不同比例B4C的7H-1X复合材料形貌分析
5.3 碳化硼含量对复合材料室温性能影响
5.3.1 密度及显孔率
5.3.2 室温力学性能
4C含量对复合材料高温性能影响"> 5.4 B4C含量对复合材料高温性能影响
5.4.1 热稳定性
5.4.2 热膨胀性质
5.4.3 高温力学性能
5.4.4 高温测试后的XRD
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：2934810
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 LAS微晶玻璃的结构与性质
1.2.1 β-锂辉石固溶体的结构与性质
1.2.2 锂霞石的结构与性质
1.3 LAS微晶玻璃的研究现状
1.3.1 LAS系微晶玻璃的制备
1.3.2 LAS微晶玻璃的研究现状
1.3.3 纤维增强LAS微晶玻璃
1.4 B掺杂LAS复合材料
1.5 本文的研究内容
第2章 试验材料与研究方法
2.1 试验原料、试剂及设备
2.1.1 试验原料、试剂
2.1.2 试验设备
2.2 试验内容
2.2.1 LAS凝胶先驱体的制备
2.2.2 LAS凝胶先驱体的热处理
2.2.3 料浆浸渍法制备碳纤维布
2.3 材料分析测试表征
2.3.1 X射线衍射分析（XRD）
2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）
2.3.3 差热-热重分析（DTA-TG）
2.3.4 傅里叶红外光谱分析（FT-IR）
2.4 材料性能测试
2.4.1 密度及孔隙率
2.4.2 抗弯强度
2.4.3 弹性模量
2.4.4 断裂韧性
2.4.5 断裂功
2.4.6 热膨胀系数
第3章 成分配比对Cf/LAS复合材料性能影响
3.1 不同成分配比的LAS复合材料表征
3.1.1 锂辉石与锂霞石不同成分比例XRD物相分析
3.1.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例红外光谱分析
3.1.3 复合材料断口形貌分析
3.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例复合材料室温性能分析
3.2.1 锂辉石与锂霞石不同成分比例密度及显孔率
3.2.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例对力学性能的影响
3.3 锂辉石与锂霞石不同成分比例复合材料高温性能分析
3.3.1 锂辉石与锂霞石不同成分热稳定性分析
3.3.2 锂辉石与锂霞石不同成分比例热膨胀系数分析
3.3.3 锂辉石与锂霞石不同成分比例对高温力学性能影响
3.4 本章小结
第4章 烧结温度对Cf/LAS复合材料性能的影响
4.1 不同烧结温度的复合材料表征
4.1.1 不同烧结温度复合材料XRD物相分析
4.1.2 不同烧结温度复合材料红外光谱分析
4.1.3 不同烧结温度复合材料表面及断口形貌分析
4.2 不同烧结温度复合材料热膨胀系数
4.2.1 不同烧结温度复合材料热膨胀系数分析
4.3 烧结温度复合材料室温性能影响
4.3.1 烧结温度对密度及显孔率的影响
4.3.2 烧结温度对室温力学性能的影响
4.4 烧结温度对复合材料高温抗弯强度的影响
4.5 不同配比复合材料高温测试后形貌分析
4.6 本章小结
4C含量对Cf/LAS复合材料性能影响">第5章 B4C含量对Cf/LAS复合材料性能影响
4C的7H-1X复合材料组织结构"> 5.1 添加不同比例B4C的7H-1X复合材料组织结构
4C的7H-1X复合材料XRD物相分析"> 5.1.1 不同比例B4C的7H-1X复合材料XRD物相分析
4C的7H-1X复合材料红外分析"> 5.1.2 不同比例B4C的7H-1X复合材料红外分析
4C的7H-1X复合材料形貌分析"> 5.1.3 不同比例B4C的7H-1X复合材料形貌分析
5.3 碳化硼含量对复合材料室温性能影响
5.3.1 密度及显孔率
5.3.2 室温力学性能
4C含量对复合材料高温性能影响"> 5.4 B4C含量对复合材料高温性能影响
5.4.1 热稳定性
5.4.2 热膨胀性质
5.4.3 高温力学性能
5.4.4 高温测试后的XRD
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：2934810
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