论文部分内容阅读
碳碳复合材料(C/C)是以中间相为基体炭，碳纤维为增强相，然后经过炭化、致密化、石墨化等一系列的工艺程序制备而成的全炭质复合材料。由于中间相沥青基碳碳复合材料具有低密度、耐高温、低膨胀系数、高模量和高导热系数等一系列优异特性被广大的专家学者所研究，现在已广泛应用于航空航天、飞机机翼、汽车刹车盘等领域。 本课题研究以各向异性优质的中间相沥青(MP)为粘结剂，沥青基碳纤维或者气相生长碳纤维(VGCF)为增强相，按照一定的工艺程序制备预制体，随后对预制体进行炭化、石墨化热处理制备出高性能的碳碳复合材料。对石墨化处理后的碳碳复合材料的微观形貌、导电性能、力学性能和导热性能进行表征分析，得出最佳制备工艺程序和性能最佳纤维比例下的碳碳复合材料。在气相生长碳纤维最佳比例下的气相生长碳纤维/中间相沥青(VGCF/MP)复合材料的基础上，对中间相沥青进行预氧化处理，研究分析中间相沥青预氧化处理对VGCF/MP复合材料的制备及性能的影响。 研究发现，制备中间相沥青基碳碳复合材料预制体的低温热模压最佳工艺程序是在450℃保温1h，然后进行加压至20～30MPa得出的预制体成型较好。在单向碳纤维含量为65～75％制备的单向碳碳复合材料的性能较佳，电阻率最小为1.58×10-5Ω·m，抗弯强度最大为148MPa，导热系数最大为598.00W/m·K。VGCF/MP复合材料的性能在VGCF含量为50％时最佳，电阻率为最小0.56×10-5Ω·m，抗弯强度最大为77.5MPa，导热系数最大为113.87W/m·K。在纤维含量为50％的基础上对中间相沥青预氧化处理制备的VGCF/MP复合材料性能明显改善，温度为170℃预氧化处理制备的VGCF/MP复合材料的性能最佳。