單向C-C復合材料制備工藝優(yōu)化及其層間力學性能.pdf

1、單向C/C復合材料作為功能材料在沿炭纖維方向具有高取向、高導熱特性，但是其層間力學性能差，纖維與基體結(jié)合差，制造加工周期長，造成了其在各個領(lǐng)域的應用受到限制。如何設(shè)計工藝，縮短制備周期，以期制備得到高界面結(jié)合性能，高石墨化度、力學性能較好的單向C/C復合材料具有重要的意義。
　　 本文采用低溫熱模壓工藝為制備工藝，研究了模壓工藝、炭化工藝參數(shù)對單向C/C復合材料的影響，以及利用X-射線衍射(XRD)和差示掃描量熱法(DSC)對單

2、向C/C復合材料的石墨化度進行了表征，分析了在900℃內(nèi)單向C/C復合材料的石墨化度對吸收峰的影響。并通過對單向C/C復合材料層間拉力強度的表征，研究了材料的層間結(jié)合性能。
　　 在單向C/C復合材料的制備過程中得出最優(yōu)模壓工藝參數(shù)：350℃到550℃升溫8-10h，同時在450℃加壓44MPa，模壓終溫550℃，模壓制品炭纖維含量為60％，厚度為18mm。模壓制品再經(jīng)過炭化、等靜壓浸漬、石墨化得到致密的石墨化單向C/C復合材料

3、。采用X-射線衍射(XRD)對單向C/C復合材料的石墨化度進行了表征，結(jié)果表明中間相瀝青基炭纖維與中間相瀝青復合材料的石墨化度明顯高于PAN基炭纖維復合材料，同時石墨化的P25/MP的石墨化度達到82.56％。而石墨化度越大，其材料的石墨結(jié)構(gòu)越完整，在900℃內(nèi)，材料在DSC曲線上放熱峰的峰值和熱焓越大。通過對材料層間力學性能的表征，表明PAN基炭纖維復合材料的層間拉力強度(ILTS)受纖維含量、前驅(qū)體種類、添加劑、炭纖維表面處理等的影