高擇向炭纖維-中間相瀝青基復合材料制備工藝的研究.pdf

1、C/C（炭/炭）復合材料是一種新型耐高溫材料，具有優(yōu)異的熱性能和力學性能，在航空、航天、核能及許多領域備受關注，是目前世界上高技術領域重點研究和開發(fā)的一種新型材料。實驗選用應用廣泛且價格較低的PAN基炭纖維(T300，3K)和具有擇優(yōu)取向結構的中間相瀝青為原材料，經(jīng)過炭纖維的表面處理、低溫-熱模壓及炭化工藝制得高擇向C/C復合材料。
　　 本文研究了炭纖維表面處理技術對炭纖維與基體炭中間相瀝青的結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復合材料的最佳模壓工藝，以及浸漬-炭化工藝對制品密度的影響。利用SEM、XPS、光學顯微鏡和熱重分析儀等分析測試方法對炭纖維處理前后表面狀況、預制體的微觀形貌和界面進行分析和研究。
　　 在炭纖維的表面處理實驗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.洗油溶液對炭纖維表面進行涂層處理。研究結果表明：經(jīng)過氧化處理的炭纖維表面氧化刻蝕適度，溝槽加深，表面

3、結合了活性含氧官能團。炭纖維表面涂層處理技術使預制體的密度由0.95g/cm3提高至1.43g/cm3，由SEM圖觀察得出經(jīng)過涂層處理的預制體致密、基本無孔洞和裂紋、并且增強了炭纖維與基體炭中間相瀝青界面的結合性。在C/C復合材料的制備過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％。在致密化過程中制品密度隨工藝循環(huán)次數(shù)的增加而增加，對密度影響比較大的是前三次致密過程，經(jīng)過四次充填后增重效果己不明顯。增加充填次