高溫Cf-SiOC-ZrB2復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、碳碳復(fù)合材料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事、航天、航空等領(lǐng)域，其具有低密度、高溫穩(wěn)定性、低熱膨脹系數(shù)、耐燒蝕、能夠承受高溫、冷熱等極端環(huán)境的考驗等一系列優(yōu)良的性能，使其成為未來最有前途的熱防護材料。因此，在航空、航天、民用等許多領(lǐng)域都在研究碳碳復(fù)合材料，克服其缺點。
　　本論文主要借鑒碳碳復(fù)合材料的制備工藝路線與合成原理，舍棄碳碳復(fù)合材料具有的較高的密度，從輕質(zhì)和易于基體改性出發(fā)，制備出多孔的碳纖維骨架，制備的碳纖維骨架的密度是0.20g/c

2、m3，最大壓縮強度具有各項異性，分別為0.94Mpa和3.01Mpa。在此基礎(chǔ)上進行本論文的下一步工作。
　　本課題借鑒碳碳復(fù)合材料的抗氧化方法，采取基體改性的方法，選用先驅(qū)體裂解工藝，在碳纖維骨架中引入陶瓷先驅(qū)體，增強碳纖維骨架的高溫抗氧化能力和碳纖維骨架的強度。本課題選取SiOC陶瓷先驅(qū)體和ZrB2陶瓷先驅(qū)體作為改性，通過控制浸漬裂解陶瓷先驅(qū)體的次數(shù)和浸漬裂解不同陶瓷先驅(qū)體的先后順序，得到不同組分含量的碳纖維增強復(fù)合材料。

3、r>　　碳纖維骨架經(jīng)過浸漬裂解陶瓷先驅(qū)體得到的多個組分的復(fù)合材料中，代表性的材料主要有：Cf/SiOC復(fù)合材料（碳纖維骨架浸漬裂解3次SiOC陶瓷先驅(qū)體），Cf/ZrB2復(fù)合材料（碳纖維骨架浸漬裂解2次ZrB2陶瓷先驅(qū)體）， Cf/SiOC-ZrB2復(fù)合材料（Cf/SiOC復(fù)合材料浸漬裂解2次ZrB2陶瓷先驅(qū)體）， Cf/ZrB2-SiOC復(fù)合材料（Cf/ZrB2復(fù)合材料浸漬裂解2次SiOC陶瓷先驅(qū)體），對代表性的材料進行性能研究，結(jié)果

4、表明Cf/SiOC-ZrB2復(fù)合材料（碳纖維骨架在先進行3次浸漬裂解SiOC陶瓷先驅(qū)體，再進行浸漬裂解2次ZrB2陶瓷先驅(qū)體）的綜合性能比較優(yōu)秀，其最大壓縮強度達到了2.58MPa和5.48Mpa，比碳纖維骨架增長了174％和82%，同時其密度只有0.62g/cm3。
　　選取綜合性能較好的復(fù)合材料進行靜態(tài)氧化實驗，靜態(tài)氧化溫度是800℃，碳纖維骨架在0.5h后已經(jīng)氧化完全，而Cf/SiOC-ZrB2復(fù)合材料（碳纖維骨架先進行3次