| 题名 | 液相汽化TG-CVI法制备C_f/C复合材料工艺及其组织性能研究 |
| 作者 | 陈晓龙 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 季根顺 |
| 关键词 | C_f/C复合材料 液相汽化TG-CVI 热解碳结构 石墨化 抗弯强度 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | Cf/C复合材料具有高比强度和比模量,以及高温下优良的强度保持率等优异性能,被广泛应用于航空航天、核能、军事等领域。传统制备高性能Cf/C复合材料的方法主要为等温化学气相渗透工艺（ICVI）,但其存在制备周期长、成本太高等突出问题。为有效解决这一问题,本研究采用自制得集前驱体汽化与热解碳沉积为一体的实验装置,以环己烷为前驱体,用液相汽化TG-CVI法快速制备环形Cf/C复合材料,并利用PLM、SEM、XRD等分析手段和三点弯曲等试验方法,主要研究了工艺条件对材料致密化行为、微观组织结构及性能的影响,主要工作和结果如下:（1）以碳毡为预制体制备Cf/C复合材料,研究了沉积温度及炉压对Cf/C复合材料致密化行为、微观组织结构及性能的影响。结果表明:随着沉积温度的升高,材料平均密度显著增大,径向密度极差减小,热解碳由中织构向高织构过渡,抗弯强度逐渐增大;随着炉压的增大,材料平均密度先略有增大后减小,径向密度极差先减小后增大,热解碳由高织构向中织构过渡;1000℃-20kPa为沉积碳毡的最佳工艺参数,该工艺下可在20h内将初始密度为0.140g·cm-3的碳毡致密到1.662g·cm-3,致密化速率高达0.07610g·cm-3·h-1,热解碳全部为粗糙层,抗弯强度约为59.74MPa,断裂特征为假塑性断裂。（2）以碳纤维网胎为预制体制备Cf/C复合材料,研究了炉压对Cf/C复合材料致密化行为、微观组织结构及性能的影响。结果表明:随着炉压的增大,材料平均密度先增大后减小,径向密度均匀性提高,热解碳由高织构向中织构过渡,材料抗弯强度先减小后增大;1000℃-10kPa为沉积网胎最佳工艺参数,在该工艺条件下可在20h内将初始密度为0.340g·cm-3的网胎致密到1.657g·cm-3,致密化速率约为0.06585g·cm-3·h-1,热解碳全部为粗糙层,抗弯强度约为49.71MPa,断裂特征为假塑性断裂。（3）在相同的工艺条件下分别致密碳毡、碳纤维网胎预制体,研究了预制体结构对Cf/C复合材料微观组织结构的影响。结果表明:1000℃-20kPa下致密碳毡预制体,热解碳主要是以锥状方式生长的RL结构,致密网胎预制体,热解碳则主要是以平滑方式生长的SL结构,预制体初始As/Vr值是影响热解碳结构的主要因素。（4）较大的温度梯度以及高浓度气态碳源前驱体,是液相汽化TG-CVI能够快速制备Cf/C复合材料的主要原因。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 59 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94933]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈晓龙. 液相汽化TG-CVI法制备C_f/C复合材料工艺及其组织性能研究[D]. 2019. |
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