【摘 要】
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为提高炭纤维/树脂基复合材料的层间剪切强度，考虑采用在炭纤维上原位生长碳纳米管的方法来实现。本文主要对于在炭纤维上原位生长碳纳米管的工艺进行研究：首先，通过阳极氧化法对除浆后的炭纤维进行表面氧化处理；其次，采用尿素水解法在炭纤维上沉积催化剂前驱体，然后通过煅烧和还原即可以在炭纤维表面得到金属催化剂颗粒；最后。以乙烯为碳源，通过化学气相沉积法在炭纤维上原位合成碳纳米管。通过对比观察，SEM、FTIR
【机 构】
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清华大学机械工程系,北京 100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室,北京 100084
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为提高炭纤维/树脂基复合材料的层间剪切强度，考虑采用在炭纤维上原位生长碳纳米管的方法来实现。本文主要对于在炭纤维上原位生长碳纳米管的工艺进行研究：首先，通过阳极氧化法对除浆后的炭纤维进行表面氧化处理；其次，采用尿素水解法在炭纤维上沉积催化剂前驱体，然后通过煅烧和还原即可以在炭纤维表面得到金属催化剂颗粒；最后。以乙烯为碳源，通过化学气相沉积法在炭纤维上原位合成碳纳米管。通过对比观察，SEM、FTIR、TEM和Raman等检测手段，可以得出结论如下：在炭纤维表面可以得到均匀分布且具有较高石墨化程度的，直径在30纳米左右的碳纳米管，所得碳纳米管中空度较好，并且管壁比较平滑。
其他文献
利用碳纳米管(CNTs)进行界面改性是提高玻璃纤维增强塑料(GFRP)抗侧冲击强度和韧性的一种有效方法。本文从制备工艺、微结构表征、机械性能测试、断口分析和理论计算等方面系统地研究了火焰法制备的碳纳米管在GFRP界面改性中的作用。实验结果表明，1)与常规的化学气相沉积(CVD)法制备的多壁和单壁碳纳米管相比，利用火焰法制备的碳纳米管改性，手糊成型工艺制成GRFP的冲击强度被提高了15％以上；2)断
利用扫描电镜(SEM)对编织炭/炭复合材料和混杂炭/炭复合材料的常温剪切试样进行了微观结构和断口形貌观察，探讨了裂纹形成和扩展方式，揭示了材料在加载过程中微结构不断演化导致材料最终破坏的断裂机理。分析结果表明，材料中微观缺陷，特别是界面缺陷的存在降低了材料力学性能，并可能成为材料失效的裂纹源；起始裂纹在剪切载荷作用下沿着结合力较弱的界面扩展，在遇到炭纤维束时，根据不同情况会以绕过、切过炭纤维束两种
本文通过液相合成法制备了竹炭/羟基磷灰石复合材料。研究了竹炭与羟基磷灰石的配比、吸附时间、溶液的pH值和初始浓度、温度以及复合材料用量等因素对复合材料吸附铜离子效果的影响。研究结果表明：竹炭与羟基磷灰石的质量比为3/5，在pH值为5-6条件下吸附120 min，竹炭/羟基磷灰石复合材料对铜离子吸附效果最佳，吸附率可达96.08％，同时复合材料对铜离子吸附受温度影响不大。认为竹炭/羟基磷灰石复合材料
采用化学镀法在膨胀石墨/炭纤维复合材料表面镀镍、铁、钴，对包覆后的样品进行了SEM、EDS、XRD、IR和磁性能表征。结果表明，膨胀石墨/炭纤维复合材料表面均匀包覆了一层金属物质，其镍、铁、钻总质量分数大约占65％、磷大约占5％，镀覆后产品在近红外波段反射率明显增大，磁性能明显增强，饱和磁化强度σs=13.1 A·m2/kg、剩磁σr=3.9A·m2/kg、σr/σs=0.30属于软磁性材料。
采用包埋法和料浆涂刷法制备了防止炭/炭(C/C)复合材料在高温下氧化的C/SiC/Si-Mo复合涂层。借助SEM，EDS以及XRD等测试手段对涂层的微观结构和相组成进行了观察与分析，测试了涂层试件在1600℃静态空气下的抗氧化性能。结果表明，所制备的复合涂层主要由SiC、Si和MoSi2构成；涂层试样具有良好的抗氧化和抗热震性能，经1 600℃氧化200小时后，带涂层的C/C复合材料试样氧化失重率
本文选用高导热低密度石墨泡沫与伍德合金(50Bi/27Pb/13Sn/10Cd，Wood’s alloy)复合，制备了石墨泡沫/伍德合金相变储能复合材料。采用扫描电镜(SEM)、激光热导仪、热膨胀仪、差示扫描量热仪(DSC)和电子万能材料试验机对其进行了表征。结果表明：浸合金石墨泡沫的热导率为193.74 W/mK，分别比合金和石墨泡沫的热导率(kfoam=57.38 W/mK)提高了2倍；热膨胀
采用微波化学气相沉积工艺(MCVD)，以掺二氧化硅的多孔氧化铝为基体，以甲烷为碳源，在甲烷浓度为0.25，基体温度分别为1 100～1150℃的工艺条件下。原位生长气相纤维，并进一步致密，探索气相原位生长制得纤维增强复合材料的可能性。结果表明：通过微波化学气相沉积工艺可以制得气相生长SiC纤维并进一步诱导生长炭纤维，SiC纤维成六角形，外表面为层状生长的热解碳，成功实现了SiCf/Cf/C复合材料
设计并用炭纤维织造了两种不同结构的三维预制体，即三维角联锁结构(JL)和三向正交结构(SZJ)，采用化学气相渗透(CVI)致密和液相树脂浸渍/炭化的增密工艺，制备出C/C复合材料，测试并对比分析了拉伸性能和冲剪性能。结果表明：预制体结构对C/C复合材料的力学性能有很大影响，同时决定拉伸断裂破坏模式。三向正交结构C/C复合材料的力学性能好于三维角联锁结构的C/C复合材料。
系统研究了适用于制备高性能T300炭纤维复合材料的树脂基体，测试了复合材料的力学性能，研究了树脂基体对T300炭纤维复合材料界面性能的影响。并且研究了阳极氧化对炭纤维进行表面改性处理，研究了炭纤维处理前后纤维复丝拉伸强度和炭纤维增强树脂基复合材料的力学性能。结果表明，T300炭纤维与复配树脂有良好的界面相容性，经复配和优化的树脂体系其1300炭纤维复合材料的层间剪切强度达到85.41 MPa，通过
采用电耦合CVI工艺对尺寸φ400mm/φ60mm×200mm、密度0.15g/cm3的炭毡预制体进行了快速致密，用扫描电镜、拉曼光谱观测了沉积炭的微观结构；对耦合沉积后的制品进行了树脂炭辅助增密，用扫描电镜测试了最终制品的拉伸、弯曲以及抗烧蚀性能，并与普通CVI工艺毡基C/C进行了对比。结果表明：电耦合沉积后，在试验件内型面区域纤维表面生成的热解炭呈针点状结构，其具有良好的可石墨化性能。沉积沿C