cvi炭-炭復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和生長模型

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1、CVI炭-炭復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和生長模型第l7卷第7期V1.17No.7文章編號(hào):中國有色金屬TheChineseJournalofNonferrousMetals2007年7月Ju1.20071004-0609(2007)07-1096-05CVI炭/炭復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和生長模型謝志勇,黃啟忠,梁逸曾,黃伯云(1.中南大學(xué)粉末冶金國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,長沙410083;2.中南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,長沙410083)摘要:采用自行設(shè)計(jì)的多元耦合物理場(chǎng)CVI爐增密炭/炭(c/c)復(fù)合材料,用炭氈作為纖維增強(qiáng)體,在坯體內(nèi)部設(shè)計(jì)特

2、殊的導(dǎo)電發(fā)熱層,使坯體內(nèi)部的溫度場(chǎng),氣體反應(yīng)的中間產(chǎn)物濃度場(chǎng),電磁場(chǎng)等多元物理場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合,實(shí)現(xiàn)坯體的快速增密.采用偏光顯微鏡研究沉積熱解炭的組織結(jié)構(gòu):用x射線衍射儀研究C/C復(fù)合材料的石墨化度和微晶尺寸;用掃描電鏡觀察材料斷口和熱解炭沉積表面的形貌;并對(duì)CVI熱解炭的生長方式進(jìn)行研究.研究表明:獲得SL,RL和帶狀等多種熱解炭結(jié)構(gòu);不同的結(jié)構(gòu)具有不同的形貌特征,其中SL的斷口平整,RL的斷口呈溝槽構(gòu)造:并提出前者為小分子平滑生長模型,后者為大分子錐狀生長模型.關(guān)鍵詞:多元耦合物理場(chǎng)CVI;炭/炭復(fù)合材料:微觀結(jié)構(gòu);

3、生長模型中圖分類號(hào):TB332文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AMicrostructureandgrowthmodelofC/CcompositesbychemicalvaporinfiltrationXIEZhi.yong,HUANGQi.zhong,LIANGYi.zeng,HUANGBai.yun(1.StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China;2.SchoolofChemistryandChemicalEng

4、ineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Usingcarbonfeltasporousperforms,installingspecialelectriclayerintheperformsformingthegradsoftemperatureandelectromagnetism,C/Ccompositeswerefabricatedbychemicalvaporinfiltration(CV1)inmulti.factorco

5、uplingphysicalfields.Thetexturalofpyrolyticcarbonswereobservedbypolarizedlightmicroscopy(PLM),andthegraphitizationdegreeandmicrocrystalsizeoftheseC/CcompositeswasanalyzedbyXRD.ThemicromorphologyoffractureanddepositionsurfacewasobservedbySEM.Atlast,twokindsofgr

6、owthmodeofpyrolyticcarbonwereputforward.Theresultsshowthatroughlaminar,smoothlaminarandbandedstructurecanbeobtained,andtheirmicromorphology,graphitizationdegreeandmicrocrystalsizeexistdifferent;ThefractureappearanceofSLisveryflatandsmooth,butthatofRLisroughand

7、moregrooveexists.Theformerisdepositedbysmoothnessgrowthmodelofsmallermolecule,thelatterbytapergrowthmodelofbiggermolecule.Keywords:multi-factorcouplingphysicalfieldsCVI;carbon/carboncomposites;microstructure;growthmodel化學(xué)氣相滲透(CVI)工藝是制備高性能炭/炭(c/c)復(fù)合材料的關(guān)鍵工序之一.C/

8、C復(fù)合材料是包含炭纖維和熱解炭的二元結(jié)構(gòu).除了炭纖維本身以及纖維坯體編織結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)C/C復(fù)合材料總體結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響之外,熱解炭的顯微結(jié)構(gòu)也在一定程度上決定整個(gè)材料的綜合性能.一般將熱解炭分為粗糙層(RL),光滑層(SL)和各向同性(IS0)等3種典型結(jié)構(gòu),是對(duì)問題抽象后的簡(jiǎn)化認(rèn)識(shí),具有較好的可操作性【卜.其中分布均勻的高織構(gòu)RL結(jié)構(gòu)具有較好的摩擦磨損性能,

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