黏膠絲基碳布增強(qiáng)C/C復(fù)合材料研究

采用黏膠絲基碳布進(jìn)行了二維層板C/C復(fù)合材料研究.和PAN基碳布進(jìn)行對比,分別從碳纖維微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌、碳布物理性能、樹脂基復(fù)合材料炭化過程殘余熱應(yīng)力模擬、C/C復(fù)合材料力學(xué)和熱物理性能表征等方面進(jìn)行了對比分析和研究.結(jié)果表明,2 200℃處理的黏膠絲基碳纖維是非石墨化結(jié)構(gòu);纖維橫斷面呈腰子形,碳布緯向紗彎曲.黏膠絲基碳纖維的密度僅1.39g/cm3;拉伸模量很低,約50 GPa.炭化過程研究表明,黏膠絲基碳纖維軸向具有持續(xù)的正的線膨脹行為,在炭化初期與酚醛樹脂的膨脹行為相一致;黏膠絲基碳布增強(qiáng)樹脂基材料在800℃的面內(nèi)自由熱應(yīng)變是PAN基材料的1/8;模擬的炭化過程熱應(yīng)力是PAN基材料的1/60.黏膠絲基C/C層板材料的層剪強(qiáng)度高于PAN基C/C復(fù)合材料,達(dá)到16.2 MPa;其拉伸強(qiáng)度為46.6 MPa,彎曲強(qiáng)度高達(dá)95.5 MPa,拉伸模量與彎曲模量基本一致,約10 GPa.黏膠絲基C/C復(fù)合材料在800℃的熱導(dǎo)率是6.48 W/(m·K),與PAN基C/C復(fù)合材料非常接近;在800℃的線膨脹系數(shù)是2.18×10-6 /K,遠(yuǎn)高于PAN基C/C復(fù)合材料的-0.387×10-6 /K.總之,黏膠絲基碳纖維由于其表粗糙度大、碳布緯向紗彎曲、極低的拉伸模量、正的軸向線膨脹系數(shù),因而C/C復(fù)合材料層剪強(qiáng)度高,成型工藝中熱應(yīng)力低,較PAN基碳纖維更適合于研制不分層的二維C/C復(fù)合材料.

作 者： 李崇俊 馬伯信 Li Chongjun Ma Boxin   作者單位： 西安航天復(fù)合材料研究所,西安,710025  刊 名： 宇航材料工藝  ISTIC PKU 英文刊名： AEROSPACE MATERIALS & TECHNOLOGY  年，卷(期)： 2007 37(2)  分類號： V2  關(guān)鍵詞： 碳纖維   黏膠絲基碳纖維   C/C復(fù)合材料   炭化   層剪強(qiáng)度  

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