溶胶配比对碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料力学性能的影响

发布时间：2017-07-26 11:33

  本文关键词：溶胶配比对碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料力学性能的影响

  更多相关文章： 炭气凝胶 复合材料 密度 微观结构 力学性能

【摘要】：以异丙醇(I)为溶剂、六次甲基四胺(H)为催化剂,配制间苯二酚(R)-糠醛(F)的醇溶胶,经浸渍纤维预制件、凝胶老化、超临界干燥和炭化制得碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料。研究了溶胶配比对碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料密度、微观结构和力学性能的影响规律。结果表明:随着异丙醇与间苯二酚物质的量之比增大,碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料的密度逐渐降低,基体炭气凝胶内及与碳纤维形成的界面内孔径增大,大孔数量增多,碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料的强度降低。当异丙醇与间苯二酚物质的量之比由18增加到28时,压缩强度由2.498MPa(应变10%)降至0.716MPa(应变10%),拉伸强度由2.019MPa降至1.001MPa,弯曲强度由3.984 MPa降至1.818 MPa。随着六次甲基四胺与间苯二酚物质的量之比增大,碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料的密度先增大后减小,基体炭气凝胶内及与碳纤维形成的界面内孔径先减小后增大,大孔数量先减少后增加,碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料的强度先增大后减小。当六次甲基四胺与间苯二酚物质的量之比为0.008 5时,碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料的密度最大,强度最大,其压缩强度为1.066MPa(应变10%),拉伸强度为1.256 MPa,弯曲强度为3.556 MPa。
【作者单位】： 西安理工大学材料科学与工程学院;国防科学技术大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室;
【关键词】： 炭气凝胶 复合材料 密度 微观结构 力学性能
【基金】：国家自然科学基金(51302317)
【分类号】：TB332
【正文快照】： 炭气凝胶是一种轻质高比表面纳米多孔非晶态炭材料,其最高使用温度可达2 000℃(惰性和真空气氛下),是目前所有气凝胶中使用温度最高的一种[1]。另外,炭气凝胶还具有优异的红外辐射阻挡的功能,其在高温下的辐射热导率很低[2],其极具潜力作为新一代耐超高温高性能隔热材料应用于

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 冯坚;冯军宗;姜勇刚;张长瑞;;碳气凝胶的传热规律及其在防隔热中的应用[J];宇航材料工艺;2012年02期

2 冯坚;高庆福;张长瑞;冯军宗;姜勇刚;;SiO_2溶胶配比对气凝胶隔热复合材料力学性能的影响[J];复合材料学报;2010年06期

3 习年生,于志成,陶春虎;纤维增强复合材料的损伤特征及失效分析方法[J];航空材料学报;2000年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 徐天恒;聚硅氧烷转化SiOC陶瓷微观结构的演变与改性[D];国防科学技术大学;2011年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈广芳;陈昊;李冰;张文豪;;29寸Ⅱ型复合材料竞技山地自行车的车架强度校核[J];中国体育科技;2016年06期

2 郑传祥;王亮;魏双;王柏村;;基于微观力学的复合材料气瓶爆破强度研究[J];工程设计学报;2016年05期

3 马佳;沈晓冬;崔升;滕凯明;周小芳;;低温保冷用SiO_2气凝胶复合材料的制备和性能[J];南京工业大学学报(自然科学版);2016年02期

4 贾献峰;刘旭华;乔文明;凌立成;龙东辉;;酚醛浸渍碳烧蚀体(PICA)的制备、结构及性能[J];宇航材料工艺;2016年01期

5 杨晓青;冯军宗;姜勇刚;张忠明;冯坚;;溶胶配比对碳纤维增强炭气凝胶隔热复合材料力学性能的影响[J];复合材料学报;2016年06期

6 刘建月;崔小朝;刘伟婧;张柱;郑亚东;;湿法缠绕成型玻璃钢锚环的研发与试验[J];玻璃钢/复合材料;2015年10期

7 马佳;沈晓冬;崔升;孔勇;邵高峰;吴晓栋;;纤维增强二氧化硅气凝胶复合材料的制备和低温性能[J];材料导报;2015年20期

8 薛彩虹;李成良;朱小芹;;风电叶片后缘粘接胶理想宽度的模拟[J];玻璃钢/复合材料;2015年04期

9 陈国权;谷海成;马飞亚;肖淑华;韩雪;;轮胎爆裂失效分析[J];失效分析与预防;2015年02期

10 马秀峰;李志永;郑日恒;李立翰;陈静敏;陈玉峰;石兴;;冲压发动机用梯度隔热层隔热性能研究[J];推进技术;2015年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 潘建梅;先驱体转化多孔硅氧碳陶瓷及其复合材料的制备与性能研究[D];江苏大学;2013年

2 杨栋;硅橡胶基绝热材料及其热化学烧蚀机理研究[D];国防科学技术大学;2013年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 冯坚;高庆福;张长瑞;冯军宗;姜勇刚;;SiO_2溶胶配比对气凝胶隔热复合材料力学性能的影响[J];复合材料学报;2010年06期

2 赵南;冯坚;姜勇刚;高庆福;冯军宗;;耐高温气凝胶隔热材料[J];宇航材料工艺;2010年05期

3 冯坚;高庆福;冯军宗;姜勇刚;;纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备及其性能[J];国防科技大学学报;2010年01期

4 冯坚;高庆福;武纬;张长瑞;冯军宗;姜勇刚;;硅含量对Al_2O_3-SiO_2气凝胶结构和性能的影响[J];无机化学学报;2009年10期

5 稻垣道夫;;炭材料的孔隙——调控的重要性(英文)[J];新型炭材料;2009年03期

6 黄常刚;王朝阳;唐永建;闫红梅;王美丽;关峰;;间苯三酚-甲醛气凝胶的制备及氢吸附性能研究[J];功能材料;2007年05期

7 吴丁财;刘晓方;符若文;;炭气凝胶及其有机气凝胶前驱体的吸附性能[J];新型炭材料;2005年04期

8 王金凤,王朝阳,唐永建,高涛,刘伟民;对苯二酚-甲醛碳气凝胶的制备[J];强激光与粒子束;2005年11期

9 秦仁喜,沈军,吴广明,周斌,王琴,倪星元,郭艳芝;碳气凝胶的常压干燥制备及结构控制[J];过程工程学报;2004年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 王建方;碳纤维在PIP工艺制备陶瓷基复合材料过程中的损伤机理研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年

2 马青松;聚硅氧烷先驱体转化制备陶瓷基复合材料研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周祥发;冯坚;肖汉宁;张长瑞;姜勇刚;;二氧化硅气凝胶隔热复合材料的性能及其瞬态传热模拟[J];国防科技大学学报;2009年02期

2 高庆福;冯坚;张长瑞;冯军宗;武纬;姜勇刚;;陶瓷纤维增强氧化硅气凝胶隔热复合材料的力学性能[J];硅酸盐学报;2009年01期

3 冯军宗;冯坚;王小东;高庆福;武纬;;纤维增强气凝胶柔性隔热复合材料的制备[J];稀有金属材料与工程;2008年S2期

4 冯坚;冯军宗;姜勇刚;;柔性氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备和性能[J];宇航材料工艺;2012年02期

5 王者友;;复合材料门的发展[J];玻璃钢;2003年02期

6 董志军,颜家保,涂红兵,宋子逵,范晓霞;二氧化硅气凝胶隔热复合材料的制备与应用[J];化工新型材料;2005年03期

7 张祯华;李光吉;冯晖;;EVA/Nano-SiO_2隔热复合材料的制备及性能研究[J];塑料工业;2011年12期

8 苏丹;蒋高明;;三维泡沫夹芯隔热复合材料结构及应用[J];产业用纺织品;2013年04期

9 赵南;冯坚;姜勇刚;冯军宗;;纤维增强Si-C-O气凝胶隔热复合材料的制备与表征[J];硅酸盐学报;2012年10期

10 冯坚;高庆福;冯军宗;姜勇刚;;纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的制备及其性能[J];国防科技大学学报;2010年01期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 王晓洁;梁国正;张炜;尤丽虹;;低密度高弹性隔热复合材料研制[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年

2 冯坚;高庆福;冯军宗;姜勇刚;;SiO_2气凝胶隔热复合材料性能及应用研究进展[A];复合材料：创新与可持续发展(上册)[C];2010年

3 冯坚;高庆福;冯军宗;姜勇刚;;SiO_2气凝胶隔热复合材料性能及应用研究进展[A];复合材料：创新与可持续发展(上册)[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 高庆福;纳米多孔SiO_2、Al_2O_3气凝胶及其高效隔热复合材料研究[D];国防科学技术大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 商灿;隔热复合材料及其表面包覆弹性体涂层的研究[D];机械科学研究总院;2014年

2 刘艳;耐高温隔热复合材料的制备与性能研究[D];东华大学;2011年

3 廖云丹;纤维增强SiO_2气凝胶隔热复合材料的可控制备及性能优化研究[D];广州大学;2012年

4 王小东;纳米多孔SiO_2气凝胶隔热复合材料应用基础研究[D];国防科学技术大学;2006年

，

本文编号：576205