液相沉积法快速制备C/C复合材料工艺及性能研究

发布时间：2021-06-24 03:57

　　C/C复合材料因具有低密度、高比强度、耐高温、耐摩擦等优异特性,广泛应用于航空航天、军工等领域。但其传统致密化工艺存在制备周期长、易结壳、成本高等缺点,严重限制了C/C复合材料更为广泛的应用。化学液相沉积法（CLVD）是一种快速致密多孔预制体、制备高性能C/C复合材料的新工艺,实现了预制体从内到外的顺序沉积,有效解决了传统致密化工艺所存在的结壳等问题。本文通过自制沉积装置,以碳毡为预制体,采用CLVD法制备C/C复合材料。沉积温度分别设为850℃、950℃、1050℃、1150℃,沉积时间为3h,探讨沉积温度对复合材料致密化行为、微观组织结构以及性能的影响;并在950℃、1050℃下,探讨沉积时间对复合材料致密化行为以及粗糙层复合材料的密度对性能的影响。通过对不同工艺下复合材料的致密化结果及性能进行比较与分析,确定了CLVD法快速制备C/C复合材料的最佳工艺。主要研究结果如下:（1）自制的液相沉积装置可满足CLVD法制备C/C复合材料的需求,致密化效果良好。随着沉积温度升高,复合材料的密度和致密化速率先增大后减小,孔隙率、孔径范围、最可几孔径则呈现先减小后增大的趋势。950℃、1050... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

沉积装置原理示意图

硕士学位论文之间、液态碳源与气态碳源、裂解生成体孔隙内及沉积前沿处形成固态沉积碳孔隙；与反应的裂解生成物从预制体内部逸出冷却收集；应的生成物和废气从反应容器中排出；按顺序进行的，其中（1）、（6）步骤是致密化前沿迁移的过程，其余四个步骤不断进行，沉积前沿不断由内向外推进

（2）热解碳显微结构观察本试验采用 Axio Imager A2M 型金相显微镜，在 500X 下对 C/C 复合材料中的热解碳结构进行观察。观察时，样品无明显细微划痕，且碳纤维、热解碳以及未被填充的孔隙结构可被完全展现出来即可。根据不同热解碳结构在偏振光下呈现不同特征及光学活性，可判断出热解碳的结构类型。（3）消光角的测量当一束偏振光照射到基体热解碳并发生反射后，调整视野直至热解碳结构清晰可见，保证起偏器方向不变而改变检偏器方向，会观察到热解碳在视野中出现从明亮到黑暗的连续变化，这种现象称作消光。当视野出现消光十字架时，视野较亮，称之为明场，当逆时针旋转检偏器时，视野将逐渐变暗，从最亮变化到最暗时检偏器偏离正交位置所对应的角度即为消光角。不同结构的热解碳所对应的消光角有所不同，因此消光角也可用来定量表征热解碳的结构类型。热解碳消光角测量的具体示意图如 2.1（a）图所示，2.1（b）图为复合材料在正交偏振光下的样品截面示意图[62]。

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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本文编号：3246316