碳化硅涂層對碳纖維單絲拉伸性能的影響.pdf

1、碳纖維因其高比強度、高比模量等優(yōu)異性能，常被用作復合材料的增強體。但碳纖維與基體間存在一系列界面問題，如界面相溶性差、結合力弱等,影響了碳纖維在復合材料中性能的發(fā)揮。因此，對碳纖維進行表面處理是很有必要的。近幾年，通過在碳纖維表面涂覆碳化硅涂層來改善纖維與基體界面問題的方法已有較為長足的發(fā)展，但碳化硅涂層對碳纖維拉伸性能的影響卻鮮有研究。本文采用原位氣固反應在碳纖維表面制得一層均勻、致密地碳化硅涂層，研究碳化硅涂層對碳纖維單絲拉伸性能的

2、影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴以碳纖維自身的碳為碳源，硅粉為硅源，在1450℃保溫3h制得碳化硅涂層。SEM分析表明，碳化硅涂層厚度達到0.15μm時，制備的SiC涂層在碳纖維表面基本完全覆蓋且緊密堆積。對沉積 SiC涂層的碳纖維單絲進行拉伸試驗，發(fā)現(xiàn)隨著碳化硅涂層厚度的增加，碳纖維單絲的拉伸強度與斷裂伸長率基本保持不變，表觀彈性模量整體基本增加。⑵以C3H8為碳源氣體，沉積溫度950℃，在碳纖維表面可得到一層均勻致密的熱解碳

3、層。SEM分析表明，沉積0.5 h熱解碳層厚度可達到1μm，2 h后涂層厚度可達2μm左右。對沉積熱解碳層的碳纖維單絲進行拉伸試驗，發(fā)現(xiàn)隨著熱解碳涂層厚度的增加，碳纖維單絲的表觀彈性模量基本不變，伸長率與拉伸強度均減小。⑶以碳纖維表面沉積的熱解碳（PyC）為碳源，硅粉為硅源，1450℃保溫3 h制得熱解碳-碳化硅復合涂層。對涂覆PyC-SiC復合涂層的碳纖維單絲進行拉伸試驗，發(fā)現(xiàn)PyC-SiC層厚度<1.1μm時，碳纖維單絲的拉伸強度與