国内图书分类号: TB321 学校代码: 10213 国际图书分类号: 666 密级:公开工学硕士学位论文 C f 表面涂层及 C f/ 复合材料制备与性能硕士研究生: 潘丽君导师: 贾德昌教授申请学位: 工学硕士学科: 材料学所在单位: 材料科学与工程学院答辩日期: 2012 年 7 月授予学位单位: 哈尔滨工业大学 Classified Index: TB321 : 666 A Dissertation for the Master ’Degree in Engineering THE SURFACE COATING ON C f AND THE PREPERATION AND PROPERTIES OF C f/ COMPOSITE Candidate : Pan Lijun Supervisor : Prof. Jia Dechang Academic Degree Applied for : Master of Engineering Speciality : Materials Science Affiliation : School of Mater. Sci. &Eng . Date of Defence : Ju ly, 2012 Degree -Conferring -Institution : Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学硕士学位论文- I - 摘要本文采用聚合物浸渍裂解法在碳纤维表面涂敷碳涂层,然后通过热压烧结工艺制备得到 C f/ 复合材料。采用 XRD 、 S EM 、 TG 等分析手段和三点弯曲、单边缺口梁法等试验方法,研究了烧结温度对复合材料的组织结构、常温力学性能、抗热震性以及抗烧蚀性能的影响规律,以期为 陶瓷材料在高温领域的应用提供一定的参考。研究结果表明,通过改变浸渍液浓度和裂解温度两个因素,当酚醛树脂浸渍液浓度为 40g/ L、碳化温度为 700 ℃时,碳纤维表面形成了一层致密均匀的涂层,而且纤维分散状态很好,纤维整体涂覆效果较为理想。烧结温度分别为 1800 ℃、 1900 ℃和 2000 ℃。 1900 ℃弹性模量最大,为 。复合材料的抗弯强度随着烧结温度的升高而增大。 2000 ℃烧结的复合材料抗弯强度 MP a。而断裂韧性变化不明显,其值在 ~ MPa·m 1/2 。随着烧结温度的升高,复合材料抗热震性能下降。经过ΔT=1 1 00 ℃的热震之后, 1800 ℃烧结的复合材料残余强度为原始强度的 % 。热震温差从 9 00 ℃到 1 1 00℃时,由于 SiO 2的生成,弥补了 C f氧化后的留下的部分孔洞和沟槽, 复合材料强度几乎没有减小。对热震后对材料表面和断口边界形貌观察发现, 材料表面 C f被氧化,在试样表面留下许多孔洞和沟槽。观察断口内部形貌,发现内部仍有未损伤的 C f,在增强基体强度方面仍发挥着作用,并且随着距复合材料表面距离的增加,纤维的完整性逐渐提高。用氧乙炔焰对复合材料表面进行烧蚀,材料表面温度达到了 2200 ℃左右。复合材料密度对材料烧蚀性能有显著的影响。随密度增加,烧蚀率呈下降趋势。 2000 ℃烧结的复合材料烧蚀性能最佳,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为 · s - 1 和 · s - 1 。关键词: 碳纤维表面涂层; C f/ 复合材料;力学性能;抗热震性能;抗烧蚀性能哈尔滨工业大学硕士学位论文- II - Abstract The surface coating on C fwas coated by precursor impregnation and pyrolysis (PIP ), and then C f/posites were fabricated by hot -press sintering technique (HP) under different temperatures. The effect of sintering temperature on microstructure, mechanical properties, thermal shock resistance and anti -ablative propert ies of posites was investigated by means of XRD, SEM, TG, as well as three point bending and single edge notched beam bending tests and so on. It will provi
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