C-C復(fù)合材料用膠粘劑的制備及其粘接性能的研究.pdf

1、細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料是一種新型耐高溫材料，具有重量輕、模量高、比強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)低和吸振性好等一系列優(yōu)異性能，因此是航天飛機(jī)、洲際導(dǎo)彈端頭材料的最佳選擇之一。由于細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料的制造特點(diǎn)和應(yīng)用部位大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，并處于高溫和振動(dòng)環(huán)境中，以及貯存過(guò)程中受到各種環(huán)境長(zhǎng)期破壞性的影響。采用膠接技術(shù)進(jìn)行連接，不僅可以滿足粘接接頭耐熱性能和耐久性能的技術(shù)要求，而且還可以減輕結(jié)構(gòu)重量并簡(jiǎn)化制造工藝。據(jù)此，本文制備了一種用于 C

2、/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)粘接的130℃固化單組分耐高溫膠粘劑，并對(duì)其粘接性能進(jìn)行了研究。
　　本文通過(guò)合成有機(jī)硅改性酚醛樹脂、酚醛樹脂封端的有機(jī)硅改性石棉和混煉丁腈橡膠，以及研究固化促進(jìn)劑對(duì)酚醛樹脂固化溫度、粘接強(qiáng)度和耐熱性能的影響，最終制備了C/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)粘接用130℃固化單組分耐高溫膠粘劑，并研究了這種膠粘劑玻璃化溫度、交聯(lián)密度、彈性模量與固化行為之間的關(guān)系，以及膠粘劑的貯存性能和熱分解行為與機(jī)理。計(jì)算了膠粘劑在細(xì)編穿刺C/C復(fù)合

3、材料表面的浸潤(rùn)時(shí)間。研究了膠粘劑在不同溫度和不同粘接方向上粘接細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料剪切強(qiáng)度的變化規(guī)律。利用X射線能譜和掃描電子顯微鏡，分析了粘接接頭在不同溫度下和模擬環(huán)境下，表界面微觀形貌、元素組成和破壞形式的變化行為。還研究了粘接接頭熱老化行為及其時(shí)溫等效性關(guān)系。利用X射線能譜、掃描電子顯微鏡和X射線光電子能譜等方法分析了細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料經(jīng)不同表面處理方法處理后，表界面微觀形貌、元素組成和C-O、C=O、C-Si等官能團(tuán)的變化

4、行為。研究了細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料經(jīng)不同表面處理方法處理后粘接接頭在濕熱老化條件下，剪切強(qiáng)度、吸水率、玻璃化溫度、表界面微觀形貌、元素組成和破壞形式等的變化行。研究了鹽霧老化條件下粘接接頭剪切強(qiáng)度的變化規(guī)律，揭示了鹽霧老化的破壞作用要比濕熱老化更為劇烈這一規(guī)律。確立了濕熱老化條件下粘接接頭剪切強(qiáng)度和吸水率的相關(guān)系數(shù)，計(jì)算了濕熱老化條件下水分在粘接接頭的擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，以及不同表面處理方法對(duì)水分?jǐn)U散系數(shù)和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的影響。推導(dǎo)出了粘