原位气相生长碳纳米纤维改性炭/炭复合材料研究

采用化学气相沉积(CVD)法在不同密度的炭/炭复合材料表面原位生长碳纳米纤维(CNFs),探究不同工艺参数对CNFs微观形貌的影响规律,寻求最优化工艺。以原位生长CNFs改性C/C复合材料和纯C/C复合材料为研究对象,描述了CNFs的生长机制,并分别对2种试样进行石墨化度、力学性能和导热性能的检测分析,研究CNFs增强C/C复合材料性能的改性机理。结果表明:当催化剂前驱体Ni(NO_3)_2溶液的浓度为0.10 mol/L,裂解温度为650~700℃,反应时间为30~45 min时,所制备的CNFs直径细小均匀,一般为30~60 nm,长径比大,呈网状分布,分散性好。相同密度下,CNFs-C/C复合材料的弯曲强度达到166.29 MPa,比纯C/C复合材料(131.73 MPa)提高了26.2%,弯曲性能显著提升。原位生长CNFs改性C/C复合材料的室温z轴热导率为14.50 W/(m·K),是纯C/C复合材料的1.85倍。