试析致密化工艺对cc复合材料结构及性能影响研究

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1、西北工业大学硕士学位论文致密化工艺对C/C复合材料结构及性能影响研究姓名：肖春申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：朱光明;侯卫权20060920西北工业大学工程硕士学位论文摘要本文以碳布／碳纤维叠层针刺预制体为增强体。采用三种致密化工艺对其进行致密，得到三组碳／碳(C／C)复合材料，对其进行力学、热学性能检铡及微观结构分析，通过测试数据的定量比较分析，研究了不同致密化工艺对C／C复合材料性能和结构的影响。结果表明，在C／C复合材料制造过程中，致密化工艺的选取对材料的性能影响很大，通过合理选取致密化工艺，可设计材料所需的性能。在本次试验中，不同致密化工艺所制备C／c材料的热学、力学

2、性能各有所长，以C／c复会材料抗热震因子和抗烧蚀性能指标来评价不同致密化工艺，结果采用化学气相沉积(CVD)、沥青高压浸渍碳化及树脂常压碳化工艺所制备的RLS试样具有较高的抗热震性能，综合性能较好；而对于碳布／碳纤维叠层针刺C／C复合材料，在热解碳含量一定的基础上，采取引入树脂碳的致密化工艺途径有利于提高该材料的烧蚀性能。从不同致密化工艺所制备C／C材料的微观结构分析中可看出，CVD工艺产生的热解碳与碳纤维的界面结合较紧密，包覆在碳纤维周围生长，形成似“圆筒形”多层结构；丽沥青碳和树脂碳填充在离碳纤维较远的空隙区域，呈现“层状”及“条状”特征。因此，在致密化工艺选择时，可首先选择CVD

3、工艺，生成的热解碳与纤维界面结合好，在此基础上引入树脂碳或沥青碳，填补材料中的孔隙处，发挥其致密工艺效率高的优点，提高材料的性能。关键词：致密化工艺C／C性能结构影响I西北工业大学工程硕士学位论文AbstractThreenovelC／Ccompositesreinforcedwithcairncloth／carbonfiberlayersNovolltethavebeendevelopedbyusiI玛threedifferentdensificationprocesses．Theirthcnnal，mechanicalpropertieswe孵quantificafionallym

4、easuredandanaly刁edmadtheirmicrostmctureswe陀characterizedbySEM．．TheresultindicatesthatdensificafionprocesshassignificanteffectonthefabricationofC／Ccomposite．C／Ccompositewithdesiredpropertycanbetailoredbychoosing蛔caldensificaflonprocess．hl恼。q痢Ⅱ嘁C，cc嘎印商魑辨p印耐via砸妇Ⅱ曲面渤l册)cI潞exhibitrespectivelythermal

5、andmechanicalproperties．RLSsamplepreparedviachemicalvapordq．《*ionandcarbonizationwithbi咖l幽印jngme、试删plesan色罄well鹧resinc81'tX删11"1畦atmosphereprcscl：吐spreferablythermalU'cmorresistantcapabilityand劬罐阳tedpcrfmumce．Ablalionpe疵瞰蛐∞of洳c10删洳fiberlayersNovolltetcompositecanbeimprovedbyemployingresincarboni

6、zationprocessatconstantpyrolysiscarboncontenes．SEManalysisrcstdtofC／Ccomposite雎秽。dviad迁融咖densificafionprocessdemonslratesthatpyrolysiscarbonproducedduringCVDprocesswaswellcoalescedwithcarbonfibersinterface,wrappingaroundfibersandgrowingintocylinderandmultilayerstructure；Whilebitumencarbonandresi

7、ncarbonwss舢edin即acillgregionawayfromfibersandexhibitedsandwichandstripstructure．Therefore，CVDisapreferabledemificalionprocessbecausepyrolysiscarbonproducedduringCVDtogetherwithbitumencarbonandresincarboncanfalltheintetspacei