航空剎車用C-C復(fù)合材料石墨化度的研究.pdf

1、該文在大量實(shí)驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)、深入地研究了C/C復(fù)合材料中石墨化度的微觀分布規(guī)律及其影響因素,以及石墨化度與導(dǎo)電導(dǎo)熱性能、力學(xué)性能、摩擦磨損性能之間的關(guān)系.從石墨化角度為制備高性能航空剎車用C/C復(fù)合材料指明了方向.分別采用XRD、激光喇曼光譜、TEM測量和表征石墨化度,在對(duì)比分析的基礎(chǔ)上,首次建立了喇曼參數(shù)R-1與XRD參數(shù)石墨化度g之間的定量關(guān)系,并將其成功地運(yùn)用于C/C復(fù)合材料中微區(qū)石墨化度的分析.采用顯微激光喇曼光

2、譜,首次發(fā)現(xiàn)了PAN基炭纖維/SL結(jié)構(gòu)熱解炭界面區(qū)域的額外石墨化現(xiàn)象,并對(duì)其產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行了分析,認(rèn)為,高溫石墨化時(shí),PAN基炭纖維與SL結(jié)構(gòu)熱解炭二者收縮不匹配引致的界面應(yīng)力集中,是導(dǎo)致其產(chǎn)生的原因.首次建立了C/C復(fù)合材料石墨化度g與室溫電阻率ρ之間的定量線性關(guān)系(ρ=ag+b,式中a、b為常數(shù))、石墨化度g與室溫導(dǎo)熱系數(shù)λ之間的定量指數(shù)關(guān)系(λ=λ0+Ae(g/t),式中λ0、A、t為常數(shù)).并對(duì)公式中常數(shù)的影響因素如纖維預(yù)處理、復(fù)

3、合材料表觀密度、取向等進(jìn)行了分析.分析了C/C復(fù)合材料石墨化度對(duì)力學(xué)性能的影響,提出材料的損傷機(jī)制與石墨化度高低相關(guān)—在石墨化度較低時(shí),以裂紋橋和纖維拔出機(jī)制為主,纖維的增強(qiáng)作用明顯;在石墨化度較高時(shí),以纖維斷裂機(jī)制為主,纖維的增強(qiáng)作用不明顯.首次發(fā)現(xiàn)了C/C復(fù)合材料剎車形成的摩擦面上石墨微晶尺寸微觀分布的均勻化趨勢,提出了高石墨化組元微晶定向轉(zhuǎn)動(dòng)、層面分離、碎斷+低石墨化組元以磨屑形式從摩擦面逸出的機(jī)理.破譯了數(shù)種國外航空剎車用C/C