郑金煌
,
邓海亮
,
殷忠义
,
姚冬梅
,
苏红
,
崔红
,
张晓虎
,
王坤杰
新型炭材料
采用薄膜沸腾CVI法,以LaCl3为催化剂在1000~1100℃下热解二甲苯制备出密度1.67~1.72 g/cm3的C/C复合材料,研究了催化剂含量对其致密化特性、基体微观结构和力学性能的影响。结果表明,催化剂含量由0增加至15 wt%时,热解炭沉积速率升高,其结构由粗糙层( RL)向各向同性( ISO)转变,材料密度和力学性能先升高后降低。含量为3 wt%时材料密度较高,且基体内出现纳米丝状碳( NFC)；含量增大至6 wt%后,NFC数量增多,催化剂表面积碳使基体趋于形成RL和ISO混合结构,高催化剂含量下ISO层较厚。催化剂添加后材料的弯曲和剪切强度分别提高约8.1%~33.0%和15.3%~55.7%,含量为6 wt%时性能较佳,弯曲及剪切强度达230.7 MPa和36.6 MPa。高温处理使材料韧性提高,但强度降低,15 wt%时降低较大,弯曲和剪切强度降低约18.6%和14.4%。
关键词:
C/C复合材料
,
稀土镧
,
化学气相渗透
,
微观结构
,
力学性能
张晓虎
,
李贺军
,
郝志彪
,
郑金煌
,
崔红
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00963
采用机械针刺技术, 研究了针刺密度、针刺深度对原位针刺增强碳布网胎迭层预制体结构C/C材料力学性能的影响. 结果表明, 采用高的针刺密度和针刺深度参数, 可获得高的预制体密度和纤维体积分数, 针刺密度和针刺深度对材料层间剪切性能的影响程度比对压缩、弯曲性能的影响程度大, 采用一定密度的碳布网胎时, 在一定范围内, 提高针刺密度和深度能提高材料的力学性能,当针刺密度控制在20～50针/cm2、针刺深度控制在12～16mm时, C/C材料力学性能随两针刺参数值升高而提高; 当针刺密度控制在30针/cm2时, C/C材料弯曲及X-Y向压缩强度分别达到137.68、224MPa, 剪切强度达到15.5MPa, 针刺深度为12mm时, 材料弯曲及X-Y向压缩强度分别达到134.24、213.2MPa, 为较佳的针刺工艺参数.
关键词:
针刺工艺参数
,
carbon/carbon composites
,
preform structure
,
mechanical property
李崇俊
,
郑金煌
,
苏红
,
邓红兵
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2004.01.008
研究了二维C/C(2D-C/C)复合材料在高温下层剪强度、弯曲强度和模量、热导率和线膨胀系数的变化规律.结果表明,所制得的2D-C/C复合材料的层剪强度随温度的升高变化不大、弯曲强度随测试温度的升高而增加;2 000℃的层剪强度、弯曲强度分别达到14.8 MPa和227.4 MPa,较室温分别提高了9.6%和60%.弯曲模量在1 000℃时增加到39.4 GPa,在2 000℃则下降,低于室温数值.2D-C/C复合材料的热导率、线膨胀系数在z向和x-y向都具有明显的各向异性.未石墨化2D-C/C复合材料200℃的z向热导率是4.41 W/(m·K),且随温度的升高而增加;而石墨化2D-C/C复合材料200℃的z向、x-y向热导率分别是18.02W/(m·K)和73.29W/(m·K),随温度的升高而下降.2D-C/C复合材料在z向的线膨胀系数较大,800℃以内在8×10-6/K～10×10-6/K之间;而在x-y向线膨胀系数在800℃以内都很小,基本上接近于零.
关键词:
二维碳/碳复合材料
,
高温性能
,
层间剪切强度
,
热导率
,
线膨胀系数
李崇俊
,
金志浩
,
郑金煌
,
马伯信
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2000.03.006
用两种经高温处理的碳纤维织物,以酚醛树脂作为基体先驱体,制备了二维C/C复合材料.通过扫描电镜(SEM)、X-射线光电子能谱(XPS)研究了两种碳纤维(TCF和JCF) 的表面状态,测试了C/C复合材料(TCC和JCC)的层间剪切强度、拉伸性能.SEM观察表明,TC F及J CF表面都有沟槽,但TCF横断面呈腰子形非圆形;XPS分析表明TCF表面含氧官能团数量多. 力学测试结果为:TCC层间剪切强度(ILSS)高于JCC,达到16.1 MPa;TCC拉伸强度、模量均高于JCC,而JCC断裂延伸率达1.1%,是TCC的3倍.拉伸断口SEM分析表明,TCC断口平整,无纤维拨出,呈脆断;JCC断口有纤维拨出,是纤维控制的多层基体断裂.
关键词:
碳纤维
,
表面状态
,
C/C复合材料
,
层间剪切强度
张晓虎
,
李崇俊
,
崔红
,
苏红
,
郑金煌
,
黄健
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2001.04.008
研究了液相浸渍及化学气相法致密工艺对二维炭/炭(2D-C/ C)复合材料力学性能的影响,尤其是对层间剪切强度(ILSS)的影响.结果表明:液相浸渍法增密周期短且致密效果好,但材料强度不高;而化学气相沉积(CVD)致密周期长,但材料层剪强度高;采用两种工艺联合致密,材料界面结合强度适中,且层剪强度高.
关键词:
致密工艺
,
2D炭/炭复合材料
,
层剪强度
张晓虎
,
李贺军
,
郝志彪
,
郑金煌
,
崔红
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324x.2007.05.037
采用机械针刺技术,研究了针刺密度、针刺深度对原位针刺增强碳布网胎迭层预制体结构C/C材料力学性能的影响.结果表明,采用高的针刺密度和针刺深度参数,可获得高的预制体密度和纤维体积分数,针刺密度和针刺深度对材料层间剪切性能的影响程度比对压缩、弯曲性能的影响程度大,采用一定密度的碳布网胎时,在一定范围内,提高针刺密度和深度能提高材料的力学性能,当针刺密度控制在20～50针/cm2、针刺深度控制在12～16 mm时,C/C材料力学性能随两针刺参数值升高而提高;当针刺密度控制在30针/cm2时,C/C材料弯曲及X-Y向压缩强度分别达到137.68、224MPa,剪切强度达到15.5MPa,针刺深度为12mm时,材料弯曲及X-Y向压缩强度分别达到134.24、213.2MPa,为较佳的针刺工艺参数.
关键词:
针刺工艺参数
,
炭/炭复合材料
,
预制体结构
,
力学性能
