基于新型造孔方法制备多孔C f /C与C f /C-SiC复合材料及其性能研究
发布时间：2021-02-26 03:02
多孔Cf/C复合材料由于具有比强度高、低热膨胀系数、零湿膨胀系数等优点,有利于制造未来的超稳定和高负载结构,在航空航天领域将有巨大的应用价值。Cf/C-SiC复合材料具有高比强度、高耐磨性、耐高温、抗氧化等优点,被广泛应用于航空航天中运输系统的热防护结构,刹车系统等领域。本文采用新型造孔方法制备了多孔Cf/C复合材料和Cf/C-SiC复合材料,研究了多孔Cf/C复合材料造孔剂制备工艺,预制体孔径、中心孔距对多孔Cf/C复合材料的影响及Cf/C-SiC复合材料的物相组成,组织结构及力学性能。研究结果如下:（1）以新型造孔方法制备多孔预制体,可减少碳纤维的损伤,保持碳纤维的完整性。预制体中填充造孔剂后通过水浴加热的方式可将浸渍的石蜡完全去除,去除石蜡后造孔剂在碳纤维预制体中仍可完整保存。预制体致密化后,用HF可腐蚀滤除造孔剂,制得多孔Cf/C复合材料;（2）造孔剂中水玻璃与石英砂比例为1:1,2000目石英砂为20%...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种结构热解碳偏光显微照片[29,30]
硕士学位论文15孔剂的熔融软化温度；超声波清洗机用于超声清洗试样。具体设备如下表2.3所示。图2.1TG-CVI装置示意图表2.3试验设备设备名称型号厂家超音频感应加热设备RJCPU-25S郑州日佳电源加热设备有限公司恒温水浴加锅DF-101S上海秋佐科技有限公司真空高温烧结炉ZT-18-22上海晨华科技股份有限公司箱式电阻炉SX-G18123天津中环电炉股份有限公司超声波清洗机KQ3200B陕西凯得力公司2.2材料的制备2.2.1多孔预制体的制备基于新型造孔方法制备多孔Cf/C复合材料和Cf/C-SiC复合材料，多孔预制体的处理方法至关重要。首先将石蜡置于烧杯中，在80℃的水浴中加热，将石蜡融化成液体。然后将环形预制体放入液体石蜡中，浸泡30分钟后取出预制体，使浸渍过的石蜡凝固，这样可使预制体保持其形状，如图2.2所示。一对多孔模板被用来帮助针刺浸蜡预制体形成针刺孔道，确保孔道垂直且均匀。将浸蜡预制体放入一对多孔模板中间，使模板孔道上下对齐并固定，然后在浸蜡预制体中，在模板孔道位置，选好针的直径进行针刺打孔，形成单向整齐排列的孔道，从而制得多孔预制体。当针穿过浸蜡预制体时，预制体中的石蜡被针挤压形成孔道，而原来位于孔道位置的碳纤维被重新分布在孔道附近。因此靠这种方式制备多孔预制体，预制体中的碳纤维将会受到最小的损伤，可以保持预制体的完整性，如图2.2中右下角所示。2.2.2造孔剂的制备本试验开发了新型造孔剂，用于填充单向孔道多孔预制体，制备多孔Cf/C复
多孔Cf/C复合材料制备工艺流程示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔碳材料的研究进展[J]. 王同洲,王鸿. 中国科学:化学. 2019(05)
[2]碳/碳复合材料在再入弹头上的应用研究[J]. 王德文,渠聚鑫,孟东容. 真空科学与技术学报. 2018(01)
[3]碳纤维研究及发展现状[J]. 唐佳,陈玉祥. 化工设计通讯. 2017(10)
[4]碳/碳复合材料在直拉单晶硅生产中的应用[J]. 黄旭光,杨运忠,彭豪豪,董彦萌. 物理通报. 2016(06)
[5]Microstructure and Mechanical Properties of Multilayertextured 2D Carbon/Carbon Composites[J]. Yan Jia,Kezhi Li,Shouyang Zhang,Lei Li,Junjie Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2014(12)
[6]沥青浸渍炭化C/C复合材料密度及孔隙分布[J]. 周绍建,黄剑,吴书锋,嵇阿琳,张智. 宇航材料工艺. 2014(06)
[7]碳纤维预制体的初始A/V值对化学气相渗透动力学和热解碳结构的影响（英文）[J]. 张伟刚,Huettinger K J. 中国材料进展. 2013(11)
[8]碳碳复合材料在光伏领域的应用与研究[J]. 梁仁和,文武. 中国科技投资. 2013(20)
[9]多孔碳材料的制备[J]. 吴雪艳,王开学,陈接胜. 化学进展. 2012(Z1)
[10]空气氧化处理的中间相沥青基炭/炭复合材料的组织和弯曲性能[J]. 李海亮,李贺军,卢锦花,李克智,姚栋嘉,吴恒. 无机材料学报. 2011(02)
博士论文
[1]炭泡沫及C/C-炭泡沫组合材料的制备与性能研究[D]. 王斌.西北工业大学 2014
[2]用定向流动热梯度CVI工艺制备航空刹车用C/C复合材料的研究[D]. 汤中华.中南大学 2003
[3]热解炭微观结构对C/C复合材料性能影响的研究[D]. 廖寄乔.中南大学 2003
硕士论文
[1]C/C-SiC复合材料的PIP工艺改进及性能[D]. 王鹏.东北大学 2015
[2]真空压力浸渍制备碳/碳复合材料预制体[D]. 卢通.大连理工大学 2015
[3]C/C-SiC复合材料的制备及力学与摩擦性能研究[D]. 曾志伟.中南大学 2013
[4]泡沫炭的结构控制及其应用探索[D]. 张翠翠.华东理工大学 2011
[5]汽车制动用C/C-SiC复合材料的制备及性能研究[D]. 吴庆军.中南大学 2005
本文编号：3051968
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三种结构热解碳偏光显微照片[29,30]
硕士学位论文15孔剂的熔融软化温度；超声波清洗机用于超声清洗试样。具体设备如下表2.3所示。图2.1TG-CVI装置示意图表2.3试验设备设备名称型号厂家超音频感应加热设备RJCPU-25S郑州日佳电源加热设备有限公司恒温水浴加锅DF-101S上海秋佐科技有限公司真空高温烧结炉ZT-18-22上海晨华科技股份有限公司箱式电阻炉SX-G18123天津中环电炉股份有限公司超声波清洗机KQ3200B陕西凯得力公司2.2材料的制备2.2.1多孔预制体的制备基于新型造孔方法制备多孔Cf/C复合材料和Cf/C-SiC复合材料，多孔预制体的处理方法至关重要。首先将石蜡置于烧杯中，在80℃的水浴中加热，将石蜡融化成液体。然后将环形预制体放入液体石蜡中，浸泡30分钟后取出预制体，使浸渍过的石蜡凝固，这样可使预制体保持其形状，如图2.2所示。一对多孔模板被用来帮助针刺浸蜡预制体形成针刺孔道，确保孔道垂直且均匀。将浸蜡预制体放入一对多孔模板中间，使模板孔道上下对齐并固定，然后在浸蜡预制体中，在模板孔道位置，选好针的直径进行针刺打孔，形成单向整齐排列的孔道，从而制得多孔预制体。当针穿过浸蜡预制体时，预制体中的石蜡被针挤压形成孔道，而原来位于孔道位置的碳纤维被重新分布在孔道附近。因此靠这种方式制备多孔预制体，预制体中的碳纤维将会受到最小的损伤，可以保持预制体的完整性，如图2.2中右下角所示。2.2.2造孔剂的制备本试验开发了新型造孔剂，用于填充单向孔道多孔预制体，制备多孔Cf/C复
多孔Cf/C复合材料制备工艺流程示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]多孔碳材料的研究进展[J]. 王同洲,王鸿. 中国科学:化学. 2019(05)
[2]碳/碳复合材料在再入弹头上的应用研究[J]. 王德文,渠聚鑫,孟东容. 真空科学与技术学报. 2018(01)
[3]碳纤维研究及发展现状[J]. 唐佳,陈玉祥. 化工设计通讯. 2017(10)
[4]碳/碳复合材料在直拉单晶硅生产中的应用[J]. 黄旭光,杨运忠,彭豪豪,董彦萌. 物理通报. 2016(06)
[5]Microstructure and Mechanical Properties of Multilayertextured 2D Carbon/Carbon Composites[J]. Yan Jia,Kezhi Li,Shouyang Zhang,Lei Li,Junjie Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2014(12)
[6]沥青浸渍炭化C/C复合材料密度及孔隙分布[J]. 周绍建,黄剑,吴书锋,嵇阿琳,张智. 宇航材料工艺. 2014(06)
[7]碳纤维预制体的初始A/V值对化学气相渗透动力学和热解碳结构的影响（英文）[J]. 张伟刚,Huettinger K J. 中国材料进展. 2013(11)
[8]碳碳复合材料在光伏领域的应用与研究[J]. 梁仁和,文武. 中国科技投资. 2013(20)
[9]多孔碳材料的制备[J]. 吴雪艳,王开学,陈接胜. 化学进展. 2012(Z1)
[10]空气氧化处理的中间相沥青基炭/炭复合材料的组织和弯曲性能[J]. 李海亮,李贺军,卢锦花,李克智,姚栋嘉,吴恒. 无机材料学报. 2011(02)
博士论文
[1]炭泡沫及C/C-炭泡沫组合材料的制备与性能研究[D]. 王斌.西北工业大学 2014
[2]用定向流动热梯度CVI工艺制备航空刹车用C/C复合材料的研究[D]. 汤中华.中南大学 2003
[3]热解炭微观结构对C/C复合材料性能影响的研究[D]. 廖寄乔.中南大学 2003
硕士论文
[1]C/C-SiC复合材料的PIP工艺改进及性能[D]. 王鹏.东北大学 2015
[2]真空压力浸渍制备碳/碳复合材料预制体[D]. 卢通.大连理工大学 2015
[3]C/C-SiC复合材料的制备及力学与摩擦性能研究[D]. 曾志伟.中南大学 2013
[4]泡沫炭的结构控制及其应用探索[D]. 张翠翠.华东理工大学 2011
[5]汽车制动用C/C-SiC复合材料的制备及性能研究[D]. 吴庆军.中南大学 2005
本文编号：3051968
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