| 题名 | 定向脉冲气流TG-CVI法制备C/C复合材料工艺及性能研究 |
| 作者 | 赵浩 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 季根顺 |
| 关键词 | C/C复合材料 致密化速率 密度均匀性 显微结构 力学性能 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | C/C复合材料具有高比模量、耐高温、耐烧蚀、热膨胀系数小、生物相容性好等特点,被广泛应用于航空航天、武器装备、核能及生物医学等领域。目前,化学气相渗透法（CVI）是制备高性能C/C复合材料的常用方法,其中等温化学气相渗透法（ICVI）应用广泛,但ICVI经常出现“表面结壳”现象,延长致密化周期,导致制备成本居高不下。为解决致密化周期长的问题,本研究使用自行设计制造的定向脉冲气流TG-CVI沉积装置,以环形普通碳毡为预制体,液化气为碳源前驱气体,氮气为稀释气体,制备C/C复合材料。研究了不同的脉冲参数（脉冲充气时间）及沉积温度对C/C复合材料的致密化行为、微观组织结构及性能的影响,并结合偏光显微结构、SEM、XRD、力学性能等的测试结果,确定了最佳工艺参数,主要结果如下:（1）自制的定向脉冲气流TG-CVI沉积装置集成了热梯度CVI、强制定向气流CVI和脉冲CVI三者的优点,能有效缩短C/C复合材料制备周期,提高致密化速率（约是传统ICVI的3倍）。（2）随脉冲充气时间的延长,C/C复合材料的表观密度、平均致密化速率均降低,脉冲充气时间为1s时,材料的表观密度最大、平均致密化速率最快、沿径向的密度分布较均匀。脉冲充气时间为1s,致密化时间小于40h时,C/C复合材料的表观密度、平均致密化速率随沉积温度的升高逐渐增大,沿径向的密度分布较均匀。（3）脉冲充气时间、沉积温度与热解碳的偏光显微结构之间无明显的确定关系,对沉积态和热处理态试样的石墨化度和表观微晶尺寸几乎没有影响。（4）脉冲充气时间和沉积温度对C/C复合材料的抗弯强度、抗压强度和断裂方式有明显影响。沉积温度T0为1080℃,脉冲充气时间为1s时,C/C复合材料的抗弯、抗压强度达到最大;脉冲充气时间为8s、20s,C/C复合材料呈假塑性断裂,其它脉冲充气时间下呈脆性断裂。（5）采用定向脉冲气流TG-CVI法,用自制沉积装置制备C/C复合材料,最优沉积参数是:沉积温度为1080℃、脉冲参数（脉冲充气时间）为1s。在该工艺参数下沉积70h制备C/C复合材料的（表观）平均致密化速率为24.49×10-3g·cm-3·h-1,平均密度为1.786g·cm-3,抗弯强度和抗压强度分别为90.21MPa和139.23MPa。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 60 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94924]  |
| 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 | 赵浩. 定向脉冲气流TG-CVI法制备C/C复合材料工艺及性能研究[D]. 2019. |
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