基于cc复合材料基体的纳米改性研究

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1、西北工业大学硕士学位论文C/C复合材料基体的纳米改性研究姓名：胡良全申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：李铁虎;郝志彪20060901西北T业大学r稃硕十学付论文摘要摘要本文采用纳米炭和纳米片状石墨粒子改性炭／炭复合材料的基体，分析了纳米粒子分散与稳定化原理，采用特定的分散与稳定化工艺，纳米石墨与炭粉被均匀地分散在酚醛树脂与沥青基体中，达到纳米级的分散状态。制备了三种含纳米粒子的炭基体：纳米炭／酚醛炭基体，纳米石墨强化的沥青，酚醛炭基体、纳米石墨／沥青炭基体。采用TG／TGA方法，研究了纳米石墨对炭基体先驱体的后固化、热解特性的影响，结果表明，加入纳米石墨后，提高了基体的完全固化

2、温度，纳米石墨改性酚醛／沥青体系的热解起始温度、峰值温度与终止温度均达到最高，纳米石墨能有效降低沥青基体的热解温度，同时能有效降低沥青基体、沥青／酚醛基体的热解反应活化能。含纳米石墨的沥青的热解活化能E=25．75kJ／mol。利用扫描电子显微镜(SEM)和X-Ray衍射，分析了片状纳米石墨的微观形貌。结果表明，随炭化温度的不同，片状纳米石墨对树脂炭及树脂炭与沥青炭复合结构影响较小。900℃炭化后，含片状纳米石墨的沥青炭基体的石墨化度很高，树脂炭中孔洞较多，片状纳米石墨在沥青炭及树脂炭与沥青炭复合基体中呈现无规整排列。研究了含纳米粒子的炭基体的基本性能，结果表明，纳米粒子能有效降低酚醛

3、树脂基的炭化收缩率，纳米石墨增强的沥青炭基体的线收缩率基本在6％以下；纳米粒子能有效提高炭基体的压缩性能与弯曲性能，纳米石墨强化的酚醛．沥青炭基体的抗压强度最高可达到60MPa：密度1．439／cm3为纳米石墨增强的沥青炭基体的等离子线烧蚀率与1．76g／cm3的毡基炭／炭复合材料的等离子线烧蚀率接近。关键词：炭／炭复合材料，烧蚀材料，纳米石墨，力学性能，微观结构西北1=业大学丁程硕七学付论文摘要ABSTRACTInthispaper,theC／Ccompositematrixwereimprovedbyllano-carbonpowderandgraphitenano．sheets．

4、111eprincipleofdispersionandstabilizationofnano．powderwereanalyzed．111enano-carbonpowderandllano．sheetsweredispersedinphenolresinandpitchinnano—scalewithparticularprocessesofdispersionandstabilization．Thethreecarbonmatrixinvolvingnano．powderwereprepared：，pitch-basedmatrixinvolvinggraphitenano—sh

5、eets，phenolresin／pitch-basedmarxinvolvinggmpllitellano—sheets，phenolresin·basedmatrixinvolvingnano-carbonpowder．BytheaidofTG／TGA，theinfluenceofgraphitenano-sheetsonthecureandbehaviorofcarbon-matrixprecursor．11地resultsshowedthatthecuringtemperatureofmatrixwererisen,andtheinitiationandpeakandforec

6、losuretemperatureofpitch／phenolresinwb髓'erisenhighest，andpyrolysistemperatureofpitcheswasreducedeffectively,andalsotheapparentpyrolysisactivationenergy(Ea)ofpitch．basedmatrixandpitch／phenolresinmixedmatrixwerereducedeffectivelywithaddinggraphitenano．sheets．TheEaofpitch-basedmarxatTmis25．75KJ／m01

7、．Bytheaidofscanelectronmicroscope(SEM)andX—raydiffraction，Themorphologyandstmctureofthegraphitenano-sheetswereexamined．Theresultsshowedthattheinfluenceofgraphitenano-shaetsonthestructureofresin-basedcarbonandmixedcarbonmatri