高擇向炭纖維-中間相瀝青基復(fù)合材料制備工藝的研究.pdf

1、C/C（炭/炭）復(fù)合材料是一種新型耐高溫材料，具有優(yōu)異的熱性能和力學(xué)性能，在航空、航天、核能及許多領(lǐng)域備受關(guān)注，是目前世界上高技術(shù)領(lǐng)域重點(diǎn)研究和開發(fā)的一種新型材料。實(shí)驗(yàn)選用應(yīng)用廣泛且價(jià)格較低的PAN基炭纖維(T300，3K)和具有擇優(yōu)取向結(jié)構(gòu)的中間相瀝青為原材料，經(jīng)過(guò)炭纖維的表面處理、低溫-熱模壓及炭化工藝制得高擇向C/C復(fù)合材料。
　　 本文研究了炭纖維表面處理技術(shù)對(duì)炭纖維與基體炭中間相瀝青的結(jié)合能力的影響和炭纖維在基體炭中的

2、分散性，并探索了制備高擇向C/C復(fù)合材料的最佳模壓工藝，以及浸漬-炭化工藝對(duì)制品密度的影響。利用SEM、XPS、光學(xué)顯微鏡和熱重分析儀等分析測(cè)試方法對(duì)炭纖維處理前后表面狀況、預(yù)制體的微觀形貌和界面進(jìn)行分析和研究。
　　 在炭纖維的表面處理實(shí)驗(yàn)中依次采用高溫法去除炭纖維表面上漿劑、濃硝酸氧化炭纖維30min及15wt％的中問相瀝青.洗油溶液對(duì)炭纖維表面進(jìn)行涂層處理。研究結(jié)果表明：經(jīng)過(guò)氧化處理的炭纖維表面氧化刻蝕適度，溝槽加深，表面

3、結(jié)合了活性含氧官能團(tuán)。炭纖維表面涂層處理技術(shù)使預(yù)制體的密度由0.95g/cm3提高至1.43g/cm3，由SEM圖觀察得出經(jīng)過(guò)涂層處理的預(yù)制體致密、基本無(wú)孔洞和裂紋、并且增強(qiáng)了炭纖維與基體炭中間相瀝青界面的結(jié)合性。在C/C復(fù)合材料的制備過(guò)程中得出最佳模壓工藝參數(shù)：溫度300℃，壓力45MPa，炭纖維含量60％。在致密化過(guò)程中制品密度隨工藝循環(huán)次數(shù)的增加而增加，對(duì)密度影響比較大的是前三次致密過(guò)程，經(jīng)過(guò)四次充填后增重效果己不明顯。增加充填次