高压浸渍-炭化制备炭/炭复合材料的组织结构

为研究高压浸渍-炭化制备的炭/炭复合材料的组织结构,以1 K PAN基高强度炭纤维为增强体,以调制中温煤沥青为基体前驱体,采用超高压浸渍-炭化工艺制备出2.5D沥青基炭/炭复合材料.采用偏光显微镜及SEM电镜对材料内部的组织形态进行了观察.研究表明:以中温沥青为基体前驱体所制备的炭/炭复合材料,在纤维束内,由于纤维之间的孔隙较小,形成的基体组织主要为镶嵌组织;而在纤维束之间,由于空间较大,出现的基体组织既有镶嵌型组织,也有域型组织.在沥青基炭基体中,有孔洞、裂纹、沟槽等缺陷.     

中间相沥青基碳/碳复合材料的组织与性能

以3K PAN基碳纤维为增强体,以中间相沥青为基体前驱体,采用压力浸渍-碳化工艺制备出2D中间相沥青基碳/碳复合材料.研究分析了材料的偏光组织结构、弯曲性能及弯曲断口形貌,结果表明:基体碳的组织结构随碳化压力的不同而变化,低压时以小域组织为主,高压时以广域流线型组织为主;材料的抗弯强度、密度随碳化压力的增加而增高,最高抗弯强度可达278MPa;断裂特征与材料的密度、界面结合状况有关,密度较高、界面结合适中时,弯曲断口以纤维断裂、纤维拔出为主,材料具有韧性断裂特征.     

热处理温度对中间相沥青基碳/碳复合材料力学性能的影响

通过三点弯曲实验,并借助XRD,SEM断口形貌分析,研究了最终热处理温度对中间相沥青基碳/碳复合材料微观结构与力学性能的影响,并对其断裂机制进行了探讨.结果表明:随着最终热处理温度的升高,材料的石墨化度增大,层间距d002减小,微晶尺寸Lc增大;材料未经热处理时,纤维与基体间界面结合较强,抗弯强度较高,弯曲断口较为平整,具有脆性断裂特征;随着热处理温度的升高,基体收缩,纤维与基体间界面结合减弱,抗弯强度减小,弯曲断口纤维拔出较长,材料具有韧性断裂特征.     

酚醛树脂/木粉复合材料制备木材陶瓷结构变化过程研究

酚醛树脂/椴木木粉复合材料经高温真空碳化制成了木材陶瓷。利用XRD、SEM和FTIR技术对碳化温度和酚醛树脂/木粉质量比对木材陶瓷物相、微观结构和物理化学结构变化的影响进行了表征和研究。结果表明,木材陶瓷具有拓扑均匀的连通孔的三维网络结构,是含有C C、C—O—C和C—H等基团的类石墨结构的碳/碳复合材料;随碳化温度的升高,(002)峰强度增大,晶面间距d₍₀₀₂₎降低,碳化木粉收缩,其间隙增大;酚醛树脂/木粉质量比增大,浸渍树脂的木粉成形能力改善,所得木材陶瓷结构更均匀,但其对木材陶瓷的XRD衍射花样影响不大。      

碳/碳复合基体中间相沥青EI

中间相沥青具有高残碳率、高密度、低的密度变化及易石墨化等优点，是较理想的碳／碳复合材料基体前驱体。本文从Ｃ／Ｃ复合制备工艺的角度，阐述了制备Ｃ／Ｃ复合材料用的中间相的主要特性，其中包括中间相的流动性，在碳化过程中的稳定化、、微观结构以及中间相基Ｃ／Ｃ复合材料的界面结构。     

热解碳基碳/碳复合材料的内耗特征与机制

以高纯石墨为对照材料,初步研究了热解碳基碳/碳复合材料的内耗行为,并根据实验结果提出了碳/碳复合材料的内耗机制:热滞弹性机制与静滞后型内耗机制。纤维/基体的界面内耗效应对碳/碳复合材料的内耗特性影响很大,它的存在使碳/碳复合材料产生了一些较为反常的内耗现象。      

空气氧化处理的中间相沥青基炭/炭复合材料的组织和弯曲性能

通过引入225℃空气氧化处理,在较短周期内采用常压浸渍炭化工艺制备了中间相沥青基炭/炭复合材料.采用偏光显微镜、万能力学试验机及扫描电镜等检测手段研究了炭/炭复合材料微观组织和弯曲力学性能.研究结果表明,225℃空气氧化处理后,炭化收率显著提高,经过四次常压浸渍-炭化循环后炭/炭复合材料密度达到了1.73g/cm3,弯曲强度为152.39MPa,比未经过空气氧化处理的试样提高了62.87%.空气氧化处理制备的试样呈现典型的假塑性断裂特征,而未经空气氧化处理制备的试样主要从层间断裂,其弯曲强度较低.通过偏光显微分析,未经空气氧化处理的炭/炭复合材料组织大部分为小域组织,只有少量的镶嵌型组织和广域组织,而经过225℃空气氧化处理后的试样,以广域型组织为主,并在其间夹着流线型组织和小域组织.     

沥青基C/C复合材料的致密效率研究

以高温煤沥青为浸渍剂,国产PAN基炭纤维编织的轴棒法预制体为增强材料,采用浸渍炭化致密工艺制备了沥青基炭/炭(C/C)复合材料,考察不同制备步骤下预制体致密效率的变化情况,并用扫描电子显微镜观察了C/C复合材料及基体炭的微观形貌。研究表明,随循环次数的增多,材料密度逐渐增大,密度增量逐渐减小;中间石墨化处理略微降低材料的密度,但材料的最终密度可大于1.90g/cm3。通过显微镜发现沥青基C/C复合材料内部在微观上仍存在少量裂纹和孔隙,基体炭的形态主要有区域型、流线型和镶嵌型。     

C/C复合材料用浸渍剂沥青的研究

分别对两种不同组成的沥青及对苯二甲醛改性后的沥青的流变、浸渍性能及最终C/C复合材料的光学结构进行了研究.结果表明:沥青的流变性能越好、喹啉不溶物(QI)含量越低,其浸渍性能越好,并且其光学各向异性组织单元尺寸越大;与未改性沥青比较,改性沥青前两次浸渍-碳化循环的效率较高,其C/C复合材料的致密化效果显著.     

碳/碳复合材料抗氧化行为的研究进展

综述了碳 碳复合材料抗氧化行为的研究现状。介绍了几种对碳 碳复合材料氧化机理的认识和建立的模型 ,并分析了温度、环境等影响氧化机制的因素。从基体改性和外部涂覆等角度总结了近年来抗氧化举措的研究结果 ,并展望了耐高温抗氧化涂层的研究方向。     

煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的热特性

采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)研究了煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的玻璃化转变温度、粘流温度及热分解特性,在氮气氛下以不同升温速率讨论并计算得热解动力学相关参数及热解速率经验方程式。结果表明,煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯弹性体复合材料的玻璃化温度为-46℃,粘流温度为145℃,其耐热特性与氯醋/聚氨酯材料基本一致。该复合材料热降解分两阶段,活化能E为(97.9±1.1)kJ/mol(、229.8±3.9)kJ/mol,反应级数n为1.2和0.9。     

碳/碳复合材料内耗行为研究

碳／碳复合材料的内耗是材料内部各种结构因素共同作用的结果。通过分析碳纤维、热解碳基体及纤维／基体界面对碳／碳复合材料内耗特征的影响规律与机抽,对碳／碳复合材料的内耗行为进行了研究。     

Microstructural Characteristics of Underwater Shock Consolidated Aluminum Composites

Metal matrix composites (MMCs) offer extra strength and high temperature capabilities in comparison with unrein-forced metals. Aluminum composites possess higher stiffness, strength, fatigue properties and low weight advantages.Carbon fiber reinforced Al composites (Al-Cf) and silicon carbide particulate reinforced Al composites (Al-SiCp) were shock densified using axisymmetric assemblies for underwater explosions. Unidirectional planar shock waves were applied to obtain uniform consolidation of the composites. The energy generator was a high explosive of 6.9 km/s detonation velocity. Irregular morphological powders of Al were the base material. The reinforcement ratio was 15 Vol. pct for Al-Cf composites and 30 Vol. pct for Al-SiCp composites. The microstructural and the strength characteristics of the shock consolidated Al composites are reported.     

高温长寿命C／C防氧化复合梯度涂层的研究

提出了一种高温长寿命Ｃ／Ｃ防氧化复合梯度涂层，并指出了制备这一复合梯度涂层的工艺途径，同时实验研究了复合涂层中各单一涂层的防氧化作用及作用效果。实验结果表明，按照这种涂层和工艺制备的Ｃ／Ｃ防氧化涂层可以在１６００℃工作１６８个小时以上。     

碳/碳复合材料的快速致密化工艺

结合近年来有关通过化学气－液相沉积法制Ｃ／Ｃ复合材料的论文和专利,简述了这一快速致密化工艺的设计原理及制备设备,说明并比较了阻抗式加热和感应式加热对温度梯度的影响,给出了提高沉积效率的两个有效途径－－脉冲式加热法和压力流法,列举了这一方法在抗氧化处理上的应用。最后提出了ＲＤ法未来的可能研究方向。