增強氈C-C復合材料的結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、本文以聚丙烯腈預氧化纖維(PANOF)氈+碳布(無緯布)疊層結(jié)構(gòu)為預制體,通過化學氣相滲透(CVI)-浸漬樹脂(IR)復合致密工藝制備了增強氈C/C復合材料.增強氈C/C復合材料是為了提高整體氈C/C復合材料的力學性能提出來的構(gòu)想,通過在平行氈面方向(X-Y方向)引入高質(zhì)量碳纖維,提高了整體氈C/C復合材料的力學性能.將碳布或無緯布和PANOF氈交替疊層,采用針刺技術(shù)制備不同結(jié)構(gòu)、密度的預制體,并經(jīng)均熱法CVI-IR復合致密工藝及石墨化

2、處理制成高密度(≥1.80g/cm<'3>)的增強氈C/C復合材料.測試了增強氈C/C材料的石墨化度、熱導率、力學性能(拉伸、彎曲、壓縮)和燒蝕性能.并結(jié)合X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)及金相顯微鏡等技術(shù)手段研究了材料的微觀結(jié)構(gòu),探討了C/C材料性能的影響因素,初步提出了預制體結(jié)構(gòu)對C/C材料性能的影響.材料的熱物性能測試結(jié)果表明,經(jīng)2300℃熱處理后,材料的石墨化度均在68﹪~77﹪之間,證明了沉積的熱解碳主要是易石墨化的粗

3、糙層結(jié)構(gòu).試樣平行氈面方向(X-Y向)和垂直氈面方向(Z向)的熱導率分別在91.8W/(m·k)~119.0W/(m·k)和47.9W/(m·k)~58.6W/(m·k)范圍內(nèi).測試結(jié)果還表明,纖維體積含量在19﹪~27﹪范圍內(nèi)時,對材料的熱導率影響不大.預制體結(jié)構(gòu)強烈影響著C/C材料的力學性能.增強氈C/C材料的力學性能明顯優(yōu)于整體氈C/C材料,用碳布增強的材料的力學性能最佳,其X-Y向的拉伸強度、彎曲強度、壓縮強度分別達到了61.2