沥青炭和沥青基炭/炭复合材料热电性能的研究

发布时间：2023-06-01 04:43

　　炭/炭复合材料具有高比强、高模量、低热膨胀系数、耐烧蚀以及良好的生物相容性等一系列优异性能。为此,C/C复合材料作为结构材料在诸多高科技领域具有不可替代的应用,例如用于导弹鼻锥、火箭喷管、航天飞行器机体结构、发动机高温构件、飞机刹车片等。开发C/C复合材料新功能一直是研究者的研究焦点。鉴于碳纳米管或纤维增强水泥和聚合物均具有热电性能,因此本工作主要目的是探索沥青基C/C复合材料的热电性质。本文分别以中间相沥青和中温沥青为浸渍剂,通过浸渍-炭化工艺制备了中间相沥青基C/C复合材料(MPCC)和中温沥青基C/C复合材料(ZHPCC),同时制备了中间相沥青炭(MPC)和中温沥青炭(ZHPC),并对制备的材料进行了石墨化热处理。采用热电性能测试仪和激光热导仪等研究中间相沥青炭和中温沥青炭及其C/C复合材料热电性质。主要研究内容及结果如下:材料的结构表征。热处理前,中间相沥青炭和中间沥青炭基C/C复合材料的光学结构主要为流域结构,而中温沥青炭及中温沥青炭基C/C复合材料的光学结构主要为镶嵌型结构;SEM检测结果表明,中间相沥青炭和中间沥青炭基C/C复合材料呈现层片状结构,而中温沥青炭及中温沥青炭...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热电效应的相关理论
        1.2.1 热电效应简介
        1.2.2 热电现象的基本原理
    1.3 C/C复合材料的微观结构
        1.3.1 C/C复合材料的基本结构
    1.4 C/C复合材料的热、电性质
        1.4.1 C/C复合材料的热性质
        1.4.2 C/C复合材料的电学性能
    1.5 炭材料热电性能的研究背景与现状
    1.6 论文的主要研究内容
第2章 实验部分
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 沥青基C/C复合材料制备
    2.4 热处理
    2.5 材料微观结构表征
        2.5.1 偏光显微镜（PLM）表征
        2.5.2 扫描电子显微（SEM）表征
        2.5.3 X射线衍射（XRD）表征
        2.5.4 拉曼光谱（Raman）表征
    2.6 材料热电性能检测分析
        2.6.1 Seebeck系数和电导率测试
        2.6.2 热导率测试
第3章 沥青炭微观组织与热电性能研究
    3.1 沥青炭的结构表征
        3.1.1 偏光显微镜分析
        3.1.2 沥青炭的SEM形貌
        3.1.3 X射线衍射分析
        3.1.4 拉曼光谱分析
    3.2 沥青炭的热电性质
        3.2.1 沥青炭的电导率
        3.2.2 沥青炭的Seebeck系数
        3.2.3 沥青炭的热导率
        3.2.4 沥青炭的ZT值
    3.3 本章小结
第4章 沥青基C/C复合材料微观组织与热电性能研究
    4.1 沥青基C/C复合材料的微观结构分析
        4.1.1 偏光显微镜分析
        4.1.2 SEM分析
        4.1.3 XRD分析
        4.1.4 Raman分析
    4.2 沥青基C/C复合材料的热电性质
        4.2.1 沥青基C/C复合材料的Seebeck
        4.2.2 沥青基C/C复合材料电导率
        4.2.3 沥青基C/C复合材料热导率
        4.2.4 沥青基C/C复合材料ZT值
    4.3 本章小结
第5章 石墨化处理对沥青炭及沥青基C/C复合材料微观组织及热电性能的影响
    5.1 热处理温度对沥青炭微观组织影响
        5.1.1 SEM分析
        5.1.2 石墨化后沥青炭微观结构X射线衍射分析
        5.1.3 石墨化后沥青炭微观结构拉曼光谱分析
        5.1.4 石墨化热处理后XPS分析
    5.2 热处理对沥青炭的热电性能的影响
        5.2.1 石墨化热处理对沥青炭Seebeck系数的影响
        5.2.2 石墨化热处理对沥青炭电导率的影响
        5.2.3 石墨化热处理对沥青炭热导率的影响
        5.2.4 石墨化热处理对沥青炭ZT值的影响
    5.3 热处理对沥青基C/C复合材料的热电性能的影响
        5.3.1 XRD分析
        5.3.2 拉曼光谱分析
    5.4 热处理对沥青炭的热电性能影响
        5.4.1 热处理对沥青基C/C复合材料Seebeck系数的影响
        5.4.2 热处理对沥青C/C复合材料电导率的影响
        5.4.3 石墨化热处理对沥青C/C复合材料热导率的影响
        5.4.4 石墨化热处理对沥青C/C复合材料ZT值的影响
    5.5 石墨化前后沥青炭微观组织和热电性质对比分析
        5.5.1 沥青炭热处理前后微观组织变化
        5.5.2 沥青炭热处理前后导电、导热、Seebeck系数以及ZT优值的变化
    5.6 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3826646