炭复合材料-论文.pdf

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1、硅酸盐学报第40卷第5期Vo1．40，NO．52012年5月JOURNAL0FTHECHINESECERAMICS0CIETYMav，2012炭纤维增强中间相炭微球制备炭／炭复合材料廖宝莲，黄丽，夏鸿雁，王继平(西安交通大学，金属材料强度国家重点实验室，西安7100491摘要：以中间相炭微球为炭源，沥青基磨切炭纤维为同质增强相，采用冷模压成型和气氛低温烧结制备出高性能炭／炭复合材料。研究了炭纤维表面处理对界面结合强度的作用机制和改善效果，分析了不同球磨时间下原始粉料的微观形貌。结果表明：炭纤维的添加有利于坯体各向均匀收缩，降低了总体积收缩率，使得复合材料密度下降；同时大幅度

2、提升了复合材料的机械强度；添加10％(质量分数)炭纤维时弯曲强度最高，达到123．5IVIPa。关键词：中间相炭微球；沥青基磨切炭纤维；复合材料；冷模压成型；显微形貌中图分类号：TB333文献标志码：A文章编号：0454-5648(2012)054723-06网络出版时间：2012_o4__2310：40：35网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／11．2310．TQ．20120423．1040．015．htmlCarbon／CarbonCompositesPreparedfromMesoearbonMicrobeadsReinfor

3、cedbyCarbonFiberLIAOBaolian，HUANGLi，XIAHongyan，WANGJiping(StateKeyLaboratoryforMechanicalBehaviorofMaterials，Xi’anJiaotongUniversity,Xian710049，China)Abstract：Thehigh·performancecarbon／carboncompositeswerepreparedwiththemesocarbonmicrobeads(MCMB)ascarbonsourcesandcutpitch-basedcarbonfibers

4、ashomogeneousenhancementphasesviaacold-mouldformingandalow—temperaturesin-teringunderN2atmosphere．Theinfluenceofsurfacetreatmentofcarbonfibersontheimprovementofinterfacebondingstrengthwasinvestigated．Themicrostructureoftheoriginalpowdergroundatdiferentmillingtimewasanalyzed．Theadditionamou

5、ntofcarbonfibershadinfluencesontheshrinkageanduniformity,densification，mechanicalpropertiesandmicrostructureofthecarbon／carboncomposites．Thebendingstrengthofthecompositereachedthemaxiumvalueof123．5MPawhentheadditionamountofcarbonfiberwas10％(massfraction)．Keywords：mesocarbonmicrobeads；cutpi

6、tch·-basedcarbonfibers；composite；cold-mouldforming；microstructure炭／炭复合材料因具有密度低、机械强度高、耐MCMB制备出抗压强度为420MPa、体积密度为高温、耐腐蚀、白润滑的特性，并具有可调控的导1．71g／cm3的炭材料。高燕等L8J用煤焦油沥青制得的电和导热性能，已被广泛用作核反应堆、航空、航MCMB在1000℃炭化得到密度为1．64g／cm、弯天的结构材料、电极材料、化学实验用耐腐蚀坩埚、曲强度达99．5MPa的各向同性炭块。宋永忠等[9-10】半导体材料等ll。中间相炭微球(mesocarbonmi

7、—将MCMB冷模压成型并经1300℃热处理后制备的crobeads，MCMB)是一种新型炭源材料，由于炭质炭材料，其抗压强度达到240．8MPa、弯曲强度达到颗粒本身含有黏结成分而具有良好的自黏结性和烧86．1MPa，并发现MCMB制各的炭材料容易石墨结性，且所含挥发分少，可以直接模压成型或等静化。为了改善体积收缩大、收缩不均匀等不足，已压成型制备性能优异的炭材料】，从而克服了传统有研究者[11-12J在MCMB中添加炭纤维并采用流延炭材料需多次浸渍／炭化循环导致高成本以及使用成型法制备了炭／炭复合材料。炭纤维具有