2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、C/C復(fù)合材料以其特殊的性能早已廣泛地應(yīng)用在航空航天等領(lǐng)域。但在C/C復(fù)合材料生產(chǎn)中,熱解炭結(jié)構(gòu)不易控制,且與炭纖維之間容易產(chǎn)生環(huán)狀微裂紋,這都影響C/C復(fù)合材料的性能。由于炭纖維是C/C復(fù)合材料的重要組成相,其表面結(jié)構(gòu)和性能都直接影響到C/C復(fù)合材料的性能。為此,本研究采用納米炭纖維/納米碳管(carbonnanofibers/nanotubes,CNFs/CNTs)對炭纖維表面進行改性處理,并作為“橋梁”來二次增強C/C復(fù)合材料,期

2、望它能加強基體炭與炭纖維之間的結(jié)合,改變熱解炭的微觀結(jié)構(gòu),提高復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能等。 本文采用KOH-浸漬-還原法在炭纖維表面涂層納米催化劑顆粒,再用CVD法原位催化生長CNFs/CNTs,最后用CVI技術(shù)沉積熱解炭合成納米炭纖維(管)/炭/炭復(fù)合材料。探討了催化劑種類、催化劑前驅(qū)體溶液濃度、還原溫度和時間、CVD裂解溫度和時間、碳源氣體、CO/H<,2>之比、促生劑硫?qū)NFs/CNTs生長的影響,并討論分析CNFs/CNTs

3、的生長機制。還對CNFs/CNTs對復(fù)合材料界面微觀結(jié)構(gòu)、石墨化度、導(dǎo)熱性能等進行了初步研究。得到以下主要研究成果: (1)用濃硝酸和熱KOH對炭纖維基體進行預(yù)處理,能改變其表面形貌,提高其活性和可潤濕性。 (2)在所選的催化劑Fe、Co、Ni、Mo及其兩者的混合物中,其催化機制各異。在還原后得到的納米金屬顆粒中,Ni顆粒均勻細(xì)小,催化效果最佳,Co次之,其余的較差。 (3)在浸漬一還原過程中,催化劑前驅(qū)體硝酸鎳

4、溶液濃度、還原溫度和時間對納米Ni顆粒和CNFs/CNTs有很大影響。在硝酸鎳溶液濃度0.1 mol/L、還原溫度400~450℃、時間40~60 min時,獲得的Ni顆粒粒徑在40 nm左右,適宜大量生長CNFs/CNTs。 (4)在CVD法制備CNFs/CNTs過程中,隨著裂解溫度、時間及CO/H<,2>之比的變化,得到的CNFs/CNTs產(chǎn)量與形貌各異,甚至無CNFs/CNTs生成。實驗發(fā)現(xiàn),最佳工藝條件為:裂解溫度700

5、~750℃,時間30~40 min,CO/H<,2>在1:4左右。還發(fā)現(xiàn)添加適量的促生劑硫,能有效的促進CNFs/CNTs生長。 (5)CO裂解是一步岐化反應(yīng),過程容易控制,得到的CNFs/CNTs相對較好;而CH<,4>則是復(fù)雜的多步驟反應(yīng),反應(yīng)不易控制,副產(chǎn)物較多。 (6)在炭纖維表面CVD法原位生長CNFs/CNTs,符合項部生長模式,生長過程基本按照溶解-擴散-析出沉積進行,其生長驅(qū)動力源來自于催化劑顆粒前后面

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