C／C復合材料即炭纖維增強炭基體復合材料,具有耐高溫、低密度、高比強度、高比剛性和抗熱震性等優(yōu)良的特點,是一種優(yōu)良的高溫抗燒蝕材料。但在高溫、高壓氣流的作用下,氧化嚴重,加速了其燒蝕速率,極其限制了該材料的應用。目前在C／C復合材料3000℃以上的抗燒蝕研究方面,摻雜難熔金屬化合物進行基體改性是一個重要的途徑。 在本文中我們采用溶膠-凝膠法對低密度的C／C復合材料進行難熔金屬鋯化合物的摻雜。主要研究了溶膠-凝膠工藝以及利用該工藝制備得到的含鋯C／C復合材料的微觀結構和抗燒蝕性能。在凝膠劑的選擇過程中我們發(fā)現(xiàn),醋酸鋯與自制凝膠劑混合所得到的醋酸鋯溶膠在室溫下具有較低的粘度,能夠在低溫下快速凝膠,適合于對低密度C／C復合材料進行難熔金屬鋯化合物的摻雜。TG測試表明,醋酸鋯凝膠在400℃之前失重劇烈,之后失重曲線逐漸趨于緩和；從傅里葉紅外譜圖中發(fā)現(xiàn)醋酸鋯凝膠在800℃熱處理下,可以將有機物完全除去,得到純凈的ZrO2；通過對醋酸鋯凝膠的高溫處理發(fā)現(xiàn),ZrO2在1600℃時完成向ZrC的轉變,在2600℃時,已經完全轉為立方相ZrC；隨著熱處理溫度的提高,顆粒大小也隨之增大,晶體的結晶度也隨之...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 前言
    1.2 國內外C/C復合材料的研究狀況
        1.2.1 炭纖維預制體的發(fā)展
        1.2.2 致密化工藝的發(fā)展
    1.3 基體改性提高C/C復合材料抗燒蝕性能的工藝研究
        1.3.1 基體改性特點介紹
        1.3.2 基體改性工藝方法
    1.4 課題的背景和意義
    1.5 本課題的主要研究內容
        1.5.1 溶膠-凝膠法方案的確定
        1.5.2 C/C復合材料的制備
        1.5.3 C/C復合材料的性能與表征
    1.6 論文的創(chuàng)新之處
第二章 材料制備及材料表征方法
    2.1 研究內容
    2.2 實驗方案
    2.3 實驗用原材料
    2.4 實驗設備
        2.4.1 真空浸漬儀器
        2.4.2 高壓高溫浸漬
        2.4.3 炭化爐
        2.4.4 石墨化爐
    2.5 復合材料測試分析手段
        2.5.1 復合材料的密度測試
        2.5.2 化學成分及其微觀結構表征
        2.5.3 復合材料的性能測試
第三章 溶膠-凝膠工藝的確定及其性能分析
    3.1 溶膠-凝膠方案的確定
    3.2 溶膠-凝膠法的工藝優(yōu)化
        3.2.1 凝膠劑含量對凝膠速率的影響
        3.2.2 凝膠溫度對凝膠效果的影響
    3.3 溶膠-凝膠機理研究
    3.4 溶膠-凝膠的性能測試
        3.4.1 醋酸鋯凝膠的傅里葉紅外測試
        3.4.2 醋酸鋯凝膠的熱失重分析
        3.4.3 醋酸鋯凝膠的X射線衍射測試
    3.5 ZrO₂的高溫轉化機理研究
    3.6 高溫處理下醋酸鋯的微觀結構
    3.7 本章小結
第四章 含鋯C/C復合材料的結構及性能表征
    4.1 醋酸鋯溶膠對C/C復合材料的浸漬效果測試
    4.2 含鋯C/C復合材料中微觀結構研究
        4.2.1 溶膠-凝膠法對低密度C/C復合材料浸漬后鋯的分布研究
        4.2.2 兩種不同溶膠-凝膠法摻雜工藝對比
    4.3 含鋯C/C復合材料力學性能的研究
        4.3.1 含鋯C/C復合材料拉伸性能研究
        4.3.2 含鋯C/C復合材料的壓縮性能測試
    4.4 含鋯C/C復合材料耐燒蝕性能研究
        4.4.1 含鋯C/C復合材料的氧化性能測試
        4.4.2 含鋯C/C復合材料的耐燒蝕試驗
        4.4.3 含鋯C/C復合材料耐燒蝕機理研究
    4.5 本章小結
第五章 結論
參考文獻
致謝
研究成果及發(fā)表的學術論文
作者和導師簡介
北京化工大學碩士研究生學位論文答辯委員會決議書



本文編號：3745025