SiBCN陶瓷由于具有較好的耐高溫性和抗氧化性,是有著良好應用前景的一種防熱材料。由于SiBCN陶瓷具備一般陶瓷材料普遍都具有的脆性,所以需要加入碳纖維對其進行增韌。由于碳纖維表面惰性較大,與陶瓷基體的結合強度不高,所以碳纖維增強陶瓷基復合材料在破壞時容易發(fā)生纖維脫粘的現(xiàn)象。因此,本文確定了對碳纖維用SiC納米線進行表面改性處理,制備Cf-SiC_nws/SiBCN復合材料的研究思路。本文采用化學氣相沉積法,在碳纖維表面生長出SiC納米線,以實現(xiàn)對碳纖維的表面改性。研究發(fā)現(xiàn),納米線由β-SiC單晶構成。通過改變反應溫度可以實現(xiàn)控制生長出的納米線的長度,1000°C時生長出的納米線長度約為2⁴μm,1100°C時生長出的納米線長度約為20μm。由于1000°C下生長出的納米線長度過短,因此選擇1100°C下改性的碳纖維編織體作為增強體。利用聚合物浸漬裂解法,在1400°C的裂解溫度下制得Cf/SiBCN和Cf-SiC_nws/SiBCN復合材料。浸漬裂解循環(huán)次數(shù)從0次到10次時,改性后的復合材料材料的密度由0.28g/cm

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

高溫材料在飛行器中的應用針對高超聲速飛行器的工作歷程，考慮到飛行器在長時間飛行以及跨大氣

圖 1-2 連續(xù)纖維增強超高溫陶瓷微結構，為了改善復合材料中碳纖維與陶瓷基體之間的界面結合強料與碳纖維增強體進行改性處理。由于對陶瓷材料進行改性雜，而改性后能夠起到的效果也相對較小，因此普遍應用對性的方法來增強兩者的結合強度[29]。對碳纖維增強體進行纖維表面附著納米材料的手段進行，即將納米材料錨固在碳纖維與陶瓷基體之間形成界面結合的時候能夠將納米材料包內部，在材料破壞時不容易發(fā)生脫粘的現(xiàn)象。對碳纖維進行要有化學氣相沉積法和化學接枝法這兩種。氣相沉積法是直接在纖維表面生長納米管或納米線來改性用化學氣相沉積法改性纖維，可以將納米線、納米管或者納的表面，形成較大的比表面積的結構，進而增大纖維與基體并改善纖維表面潤濕性，以實現(xiàn)增加機體與纖維之間界面結管化學氣相沉積的方法大體上可以分為兩步：首先針對要生管來選擇合適的催化劑對纖維表面進行預處理；然后再選擇

圖 1-3 碳納米管接枝改性碳纖維示意圖碳納米管和碳納米纖維等屬于一維的納米材料，在進行改性時很容易發(fā)互纏繞，影響材料的微觀結構。相比之下，二維納米材料如石墨烯等則不現(xiàn)這類狀況，而且其比表面積更大，是比一維納米改性材料更為理想的改料。氧化石墨烯具有良好的潤濕性、較大的比表面積和優(yōu)異的力學性能，成為了一種復合材料領域理想的分層強化材料。目前，將氧化石墨烯接枝纖維的表面，以實現(xiàn)對碳纖維的表面改性的相關研究以有報道。宋英等人[59]利用“Grafting-to”化學修飾法制備出了氧化石墨烯接枝改纖維的新型復合增強體。利用氧化石墨烯來對碳纖維進行接枝改性后制得料，性能有了大幅度的提升。其拉伸強度增加了 7.8%，表面粗糙度提升66%。用這種增強體材料制得的復合材料的界面剪切強度增加了 111.7%。東等人[60]分別采用常規(guī)方法和超臨界方法兩種方法在碳纖維表面接枝聚亞胺制得的復合材料界面剪切強度分別提高了 53%和 82%。Juan Chen 等61]利用 3-氨基丙基三乙氧基硅烷作偶聯(lián)劑，在玻璃纖維表面接枝氧化石墨烯制備出氧化石墨烯改性玻璃纖維增強聚合物基復合材料。改性后的玻璃纖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]不同硼含量的陶瓷前驅體聚硼硅氮烷結構與性能的研究[J]. 滕雅娣,黃鑫龍.  功能材料. 2016(05)
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碩士論文
[1]SPS燒結Graphene/SiBCN陶瓷及其高溫性能[D]. 李達鑫.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[2]MA SiBCN陶瓷的高溫氧化規(guī)律與機理[D]. 洪于喆.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：2984118