硬质碳纤维整体毡的制备工艺及性能研究

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1、专业学位．硕士学位论文硬质碳纤维整体毡的制备工艺及性能研究TheInvestigationofPreparationProcessandPropertiesofRigidCarbonFiberIntegratedFelt作者姓名：俭查塑工程领域：挝料工程学号：指导教师：完成日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我

2、一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：丕塞瞳磁红雏整壁塾趟圣垫雅重函芝作者签名：盈弛日期：垄f墨年—L月立L日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要硬质碳纤维整体毡是一种新型的高温隔热保温材料，广泛应用于国防、冶金、化工等行业。尤其是随着晶硅产业的高速发展，作为高温炉热场隔热材料，优质硬质碳纤维整体毡的需求更是达到了前所未有的高度，硬质碳纤维整体毡的研究日益加强。众所周知，硬质碳纤维整体毡自身性能的优劣不仅关系到其使用寿命，更关系到高温炉产品的品质。因此，如何获得优质性能的硬质碳纤维整体毡已经成为国内外各大碳

3、纤维毡生产厂家共同的挑战。目前，国内外硬质碳纤维整体毡的制备方法主要有三种：1、层层粘结压合成型法；2、真空抽滤成型法；3、整体针刺成型法。传统的硬质碳纤维整体毡绝大多数是通过层层粘接压合成型法制成的，但是毡体密度不均匀、整体性差、热场不稳定；真空抽滤成型法制备的硬质碳纤维整体毡存在粉化现象，应用范围受到约束；整体针刺成型法是一种新型的制备硬质碳纤维整体毡的方法，其产品性能优异、整体性好，能够有效地改善传统硬质碳纤维整体毡的缺点，发展前景非常广阔。本文主要介绍整体针刺成型法制备硬质碳纤维整体毡的工艺过程，并深入研究针刺工艺、浸渍液浓度、碳化石墨化工艺等因素对硬质碳纤维整体毡密度和硬度的影响，并

4、通过扫描电镜观察毡体的微观形貌特征，探究酚醛树脂在毡体内部的分布情况。通过实验测量，评价不同成型工艺制备的硬质碳纤维整体毡的性能，并详细探讨产生差异的原因。结果显示：针刺密度和针刺深度均能影响预制体的密度，从而影响硬质碳纤维整体毡的最终密度；浸渍液浓度决定了软性碳纤维整体毡吸入热固性酚醛树脂的质量，提高碳纤维毡体的质量，从而造成其最终密度存在差异；碳化石墨化温度影响了碳纤维整体毡中杂质的去除程度，是影响硬质碳纤维整体毡最终密度、硬度、碳含量和灰分的重要因素。经对比评价分析，造成三种不同成型方法制备的硬质碳纤维整体毡性能差异的主要原因是成型方式、辅助材料的加入和后期处理工艺。关键词：硬质碳纤维整

5、体毡；整体针刺；隔热材料硬质碳纤维整体毡的制备工艺及性能研究lionofPreparationProcessandPropertiesofCarbonFiberIntegratedFelt鼬舀dcarbonfiberintegratedfeltisanewtypeofhigh—temperaturethermalinsulationmaterials，whichiswidelyusedinnationaldefense，steelindustry，chemicalindustryandotherindustries．Especiallywiththerapiddevelopmentofcrys

6、tallinesiliconindustry，asthehigh-temperaturefurnaceheatfieldinsulationmaterials，thedemandofhigh—qualityrigidcarbonfiberintegratedfeltreachedanunprecedentedheights，theresearchofrigidcarbonfiberintegratedfeltisgeRingmoreandmoresignificant．Asweallknow，theperformanceoftherigidcarbonfiberintegratedfeltis

7、notonlyrelatedtoitsservicelife．butalsorelatedtothequalityofthehigh-temperaturefurnaceproducts．Therefore，howtogetrigidcarbonfiberintegratedfeltwithhigh—qualityperformancehasbecomeamajorcommonchallengeo