整体毡纤维体积含量对CVD增密的影响

将三组不同纤维体积含量的整体毡采用等温CVD进行沉积热解炭增密,结合CVD沉积过程中整体毡内气体传质数学模型,研究了整体毡的纤维体积含量对CVD增密过程的影响。结果表明纤维体积含量低的整体毡沉积时增重率高;纤维体积含量高的整体毡容易获得较高密度的C/C复合材料;纤维体积含量超过35％的整体毡经过300h的化学气相沉积,坯体的体积密度能达到1．52g／cm^3。     

试验条件对C/C 复合材料滑动摩擦磨损特性的影响

在MM-2000 环-块摩擦试验机上测试了C/C 复合材料的摩擦磨损行为。通过对试样在不同时间、不同载荷、不同润滑状态下的摩擦磨损试验得出:随时间的延长, C/C 复合材料的摩擦系数趋于稳定。在摩擦试验后期, 材料摩擦系数一直保持在0.12。载荷对磨屑膜有着重要影响, 材料平行试样和垂直试样在150 N 摩擦5 h 后, 其摩擦系数仅为0.12。水润滑和油润滑状态下, 材料的摩擦系数降低, 仅为0.05～ 0.08。水润滑时材料磨损量增加, 油润滑时磨损量较小, 干态时磨损量最小。     

聚丙烯腈预氧丝的炭化结构和性能

通过负压力炭化实验,研究了2种PAN基预氧丝在不同温度下的炭化结构和性能,并将所得炭纤维的性能与相同条件下测试的,T300和TX-3相比较。研究表明:在相同炭化工艺条件下,国产PAN基预氧丝炭化后所得CF的失重率、微晶尺寸较大,层面间距较小,最佳性能超过了T300和TX-3;国外预氧丝获得的炭纤维性能在1300℃前炭化时比国产预氧丝稍差,但其最佳性能也超过T300和TX-3。     

聚丙烯腈(PAN)基预氧丝的炭化工艺研究

利用正交实验,探索了PAN基预氧丝的炭化工艺条件,重点讨论了升温速率、炉内气压和张力大小对最终获得的聚丙烯腈基炭纤维(PAN-CF)性能的影响,结果表明,在1000℃采用适宜的炭化工艺条件炭化时,可制得拉伸强度(σ)为2.79 GPa,拉伸模量(E)为278.8 GPa的PAN-CF。     

炭／炭复合材料浸渍用沥青的性能分析

采用高温粘度计、核磁共振（^13C-NMR）、差热／热重（DTG／TG）、光学金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等观察检测手段,对炭／炭（C／C）复合材料浸渍用太钢沥青和武钢沥青的软化点、元素组成、族组成、炭组成、流变性、残炭率、炭化所形成焦炭的形貌及可石墨化性等进行了分析。结果表明：作为C／C复合材料浸渍法生产的原料,在相同处理条件下,太钢沥青的软化点、粘度、残炭率比武钢沥青的高,但其所形成焦炭的石墨化性能比武钢沥青的销差,结构更复杂。     

碳源及反应温度对碳热还原法制备纳米ZrC形貌与物相的影响

分别用葡萄糖与石墨烯作为碳源,用乙酸锆为锆源,采用碳热还原法制备纳米ZrC和二维片层结构的ZrC,研究碳源与处理温度对ZrC形貌及物相组成的影响。结果表明:以葡萄糖作为碳源时,在1 400℃开始生成ZrC,在1 600℃时完全转变为ZrC纳米晶,粒径为120~220 nm,而以石墨烯作为碳源时,在1 600℃下得到二维片层结构的ZrC,片层厚度约为240 nm。石墨烯不仅作为碳源参与反应,同时为ZrO_2的析出与ZrC的长大提供模板。     

C／C—ZrC复合材料高温氧乙炔焰烧蚀性能及机理研究

采用基体改性技术将ZrC引入C／C复合材料中,制备了一种新型的C／C—ZrC复合材料。通过氧乙炔焰烧蚀实验,研究了ZrC含量及烧蚀时间对C／C—ZrC复合材料高温耐烧蚀性能的影响。用XRD和TEM对烧蚀后材料的相组成和微观结构进行了分析,结果表明,ZrC被氧化的主要生成物为ZrO2,伴有少量ZrC和C,含26．46％ZrC的C／C—ZrC复合材料,在氧乙炔焰烧蚀50s后,在材料表面生成致密的ZrO2膜,阻挡了氧对基体的扩散,并有隔热作用,有效保护复合材料被烧蚀和冲刷。实验表明,复合材料在高温氧乙炔焰烧蚀20s后,线烧蚀率和质量饶蚀率分别为0．012mm／s和0．0033g／s,比C／C复合材料分别降低7．6％和50％。     

碳源的石墨化度、气孔率与金刚石合成的关系

通过实验研究了碳源的石墨化度和气孔率对金刚石合成的影响 ,分析其影响产生的原因 ,提出了合成金刚石用碳源的技术参数和理论依据。     

炭布叠层/热解炭复合材料导热系数与石墨化度的关系

采用脉冲激光闪光法和XRD，分析了一种炭布叠层／粗糙层结构热解炭复合材料的导热系数与石墨化度之间的关系，建立了二者之间的定量数学模型，并运用声子导热机制对其机理进行了探讨。结果表明，复合材料在平行于层面方向的室温导热系数约为垂直方向的2倍，但均随石墨化度的升高、石墨微晶尺寸的增大而逐渐升高．两个方向导热系数与石墨化度之间关系可分别表示为：λ=31．22 8．62exp(g／27．10)及λ=6．08 892exn(g／33.99)。     

CVD沉积密度对2-D炭/炭复合材料力学性能的影响

将CVD法增密至1.34g/cm^3和1.61g/cm^3的两组试样热处理后进行力学性能测试，作为对比，将另外两组起始密度相近的样品经过树脂补充增密至1.80g/cm^3以上，经热处理后也作了力学性能检测。检测结果发现，对纯CVD法增密的试样来说，密度高的样品的力学性能值也较高；树脂浸渍补充增密后，样品的和力学性能明显优于纯CVD的低密度试样，浸前CVD起始密度高的样品的力学性能值也相对较高。对材料的力学性能初步分析认为，C／C复合材料的力学性能和失效方式不仅受材料密度的影响，而且也受基体炭种类，性质，如可石墨化，热处理温度等因素影响。相同条件下，石墨化度高的样品力学性能值偏低。