3D SiO 2f /SiO 2 复合材料的制备与性能研究
发布时间：2021-11-12 07:29
石英玻璃因其良好的耐高温性能、低的热导率和热膨胀系数以及良好的介电性能,成为高温透波领域主要候选材料。但单一的石英玻璃力学强度低,石英纤维增强石英玻璃是改善石英玻璃力学性能较为有效的方式。本文以石英短纤维、石英纤维编织布和自制的石英纤维网胎为主要原料,采用针刺工艺制备了复合材料的预制体,并通过凝胶-溶胶工艺制备了SiO2f/SiO2复合材料,主要研究了预制体中纤维的尺寸、硅溶胶的浓度、浸渍方式、烧结温度等工艺参数对复合材料浸渍性能和力学性能的影响,通过调整工艺参数,使SiO2f/SiO2复合材料获得最佳性能,以下是本文的主要研究内容:预制体制备时添加短纤维可以增加Z向纤维的数量,增强Z向结合力,纤维的体积分数随着短纤维量的增加而增加。其中,当石英纤维网胎与短纤维质量比1:1时,预制体中纤维的体积分数较高,达到了18.4 Vol%,当石英纤维编织布与短纤维的质量比2:1时,预制体中纤维的体积分数最高达到了35 Vol%;预制体制备时添加二氧化硅粉体可以显著提高预制体的初始密度,缩短浸渍周期,当粉体质量...
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
溶胶-凝胶工艺流程图
而且在编织体各向异性突出，导致复合材料的可靠性降低。以目前相对成熟的 2.5D 编制为例，如图1-2 所示，从图中可以看出，在平面内取一个基本单元，并没有沿基本单元长度方向的连续纤维，而且平面内不同角度之间，纤维束的排布方向有很大的差异，因此，以编织体为增强体制备的复合材料不同方向的力学强度差别很大。本实验针对现有工艺的不足，借鉴制作保温材料常用的针刺成型工艺，制备复合材料所需的预制体，针刺成型工艺是将片层状的二维材料层叠，然后利用带有钩刺的刺针在铺层纤维的纵向进行针刺，从而可以将二维平面内的纤维拉扯至垂直于二维平面的方向，相邻的两层均进行针刺，最后将大量的纵向纤维连接起来，形成三维的织物。此种工艺相较于纤维布铺排成型方式，增加了纵向的纤维束缚，增加了层间结合力；相较于编织工艺，针刺工艺更加简便，成型速度快，a b
图 1-2 2.5D 编织基本单元示意图索，本课题以高纯石英纤维为原料，采用气流然后将网胎层叠针刺，制备石英纤维针刺毡作入短纤维和纤维布，以提高预制体的纵向约束英纤维毡为原料，采用相对廉价的硅溶胶浸渍预制体在复合材料领域的应用探索道路。容石英纤维为原料，采用针刺工艺制备石英纤价硅溶胶浸渍，主要有如下研究内容：D 石英纤维针刺预制体的制备工艺，分别采用的石英纤维网胎为原料，制备预制体，并探制备工艺；英纤维针刺毡为增强体的 SiO2f/SiO2复合材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]气压烧结氮化硅陶瓷的研究与应用进展[J]. 杨亮亮,谢志鹏,李双,宋明. 陶瓷学报. 2014(05)
[2]天线罩材料研究进展[J]. 杨薇薇,杨红娜,吴晓青. 现代技术陶瓷. 2013(01)
[3]高性能耐高温陶瓷透波材料的研究进展[J]. 宋麦丽,傅利坤. 材料导报. 2012(S1)
[4]CVI B-C基体改性2D C/SiC在低温湿氧中的自愈合行为[J]. 李思维,张立同,刘永胜,成来飞,冯祖德,栾新刚,张伟华,杨文彬. 无机材料学报. 2010(11)
[5]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[6]凝胶注模成型技术的研究与进展[J]. 王小锋,王日初,彭超群,李婷婷,罗玉林,王超,刘兵. 中国有色金属学报. 2010(03)
[7]BN纤维织物增强陶瓷透波材料的制备及其力学性能初探[J]. 徐鸿照,王重海,张铭霞,唐杰,代丽丽,李传山. 现代技术陶瓷. 2008(02)
[8]耐高温透波材料及其性能研究进展[J]. 孙银宝,张宇民,韩杰才. 宇航材料工艺. 2008(03)
[9]石英纤维析晶行为[J]. 邢建申,王树彬,张跃. 复合材料学报. 2006(06)
[10]无机天线罩材料的研究进展[J]. 韩爽,胡海峰,齐共金. 纤维复合材料. 2006(04)
博士论文
[1]氮化物陶瓷基耐烧蚀、透波复合材料及其天线罩的制备与性能研究[D]. 李斌.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]石英纤维/有机硅树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 杨燕.哈尔滨工业大学 2011
[2]二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究[D]. 宋阳曦.国防科学技术大学 2010
[3]先驱体转化法制备C/C-SiC复合材料的研究[D]. 杜红娜.西北工业大学 2006
本文编号：3490448
【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】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
溶胶-凝胶工艺流程图
而且在编织体各向异性突出，导致复合材料的可靠性降低。以目前相对成熟的 2.5D 编制为例，如图1-2 所示，从图中可以看出，在平面内取一个基本单元，并没有沿基本单元长度方向的连续纤维，而且平面内不同角度之间，纤维束的排布方向有很大的差异，因此，以编织体为增强体制备的复合材料不同方向的力学强度差别很大。本实验针对现有工艺的不足，借鉴制作保温材料常用的针刺成型工艺，制备复合材料所需的预制体，针刺成型工艺是将片层状的二维材料层叠，然后利用带有钩刺的刺针在铺层纤维的纵向进行针刺，从而可以将二维平面内的纤维拉扯至垂直于二维平面的方向，相邻的两层均进行针刺，最后将大量的纵向纤维连接起来，形成三维的织物。此种工艺相较于纤维布铺排成型方式，增加了纵向的纤维束缚，增加了层间结合力；相较于编织工艺，针刺工艺更加简便，成型速度快，a b
图 1-2 2.5D 编织基本单元示意图索，本课题以高纯石英纤维为原料，采用气流然后将网胎层叠针刺，制备石英纤维针刺毡作入短纤维和纤维布，以提高预制体的纵向约束英纤维毡为原料，采用相对廉价的硅溶胶浸渍预制体在复合材料领域的应用探索道路。容石英纤维为原料，采用针刺工艺制备石英纤价硅溶胶浸渍，主要有如下研究内容：D 石英纤维针刺预制体的制备工艺，分别采用的石英纤维网胎为原料，制备预制体，并探制备工艺；英纤维针刺毡为增强体的 SiO2f/SiO2复合材料
【参考文献】：
期刊论文
[1]气压烧结氮化硅陶瓷的研究与应用进展[J]. 杨亮亮,谢志鹏,李双,宋明. 陶瓷学报. 2014(05)
[2]天线罩材料研究进展[J]. 杨薇薇,杨红娜,吴晓青. 现代技术陶瓷. 2013(01)
[3]高性能耐高温陶瓷透波材料的研究进展[J]. 宋麦丽,傅利坤. 材料导报. 2012(S1)
[4]CVI B-C基体改性2D C/SiC在低温湿氧中的自愈合行为[J]. 李思维,张立同,刘永胜,成来飞,冯祖德,栾新刚,张伟华,杨文彬. 无机材料学报. 2010(11)
[5]氮化硼透波材料的研究进展与展望[J]. 李端,张长瑞,李斌,曹峰,王思青,曹英斌. 硅酸盐通报. 2010(05)
[6]凝胶注模成型技术的研究与进展[J]. 王小锋,王日初,彭超群,李婷婷,罗玉林,王超,刘兵. 中国有色金属学报. 2010(03)
[7]BN纤维织物增强陶瓷透波材料的制备及其力学性能初探[J]. 徐鸿照,王重海,张铭霞,唐杰,代丽丽,李传山. 现代技术陶瓷. 2008(02)
[8]耐高温透波材料及其性能研究进展[J]. 孙银宝,张宇民,韩杰才. 宇航材料工艺. 2008(03)
[9]石英纤维析晶行为[J]. 邢建申,王树彬,张跃. 复合材料学报. 2006(06)
[10]无机天线罩材料的研究进展[J]. 韩爽,胡海峰,齐共金. 纤维复合材料. 2006(04)
博士论文
[1]氮化物陶瓷基耐烧蚀、透波复合材料及其天线罩的制备与性能研究[D]. 李斌.国防科学技术大学 2007
硕士论文
[1]石英纤维/有机硅树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 杨燕.哈尔滨工业大学 2011
[2]二维石英纤维织物增强宽频透波陶瓷基复合材料的制备及性能研究[D]. 宋阳曦.国防科学技术大学 2010
[3]先驱体转化法制备C/C-SiC复合材料的研究[D]. 杜红娜.西北工业大学 2006
本文编号：3490448
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