航空剎車用C-C復合材料石墨化度的研究.pdf

1、該文在大量實驗研究和理論分析的基礎上,系統(tǒng)、深入地研究了C/C復合材料中石墨化度的微觀分布規(guī)律及其影響因素,以及石墨化度與導電導熱性能、力學性能、摩擦磨損性能之間的關系.從石墨化角度為制備高性能航空剎車用C/C復合材料指明了方向.分別采用XRD、激光喇曼光譜、TEM測量和表征石墨化度,在對比分析的基礎上,首次建立了喇曼參數R-1與XRD參數石墨化度g之間的定量關系,并將其成功地運用于C/C復合材料中微區(qū)石墨化度的分析.采用顯微激光喇曼光

2、譜,首次發(fā)現了PAN基炭纖維/SL結構熱解炭界面區(qū)域的額外石墨化現象,并對其產生機理進行了分析,認為,高溫石墨化時,PAN基炭纖維與SL結構熱解炭二者收縮不匹配引致的界面應力集中,是導致其產生的原因.首次建立了C/C復合材料石墨化度g與室溫電阻率ρ之間的定量線性關系(ρ=ag+b,式中a、b為常數)、石墨化度g與室溫導熱系數λ之間的定量指數關系(λ=λ0+Ae(g/t),式中λ0、A、t為常數).并對公式中常數的影響因素如纖維預處理、復

3、合材料表觀密度、取向等進行了分析.分析了C/C復合材料石墨化度對力學性能的影響,提出材料的損傷機制與石墨化度高低相關—在石墨化度較低時,以裂紋橋和纖維拔出機制為主,纖維的增強作用明顯;在石墨化度較高時,以纖維斷裂機制為主,纖維的增強作用不明顯.首次發(fā)現了C/C復合材料剎車形成的摩擦面上石墨微晶尺寸微觀分布的均勻化趨勢,提出了高石墨化組元微晶定向轉動、層面分離、碎斷+低石墨化組元以磨屑形式從摩擦面逸出的機理.破譯了數種國外航空剎車用C/C