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1、碩士學(xué)位論文碳纖維增強(qiáng)低膨脹LAS微晶玻璃的制備和性能研究PREPARATIONANDPROPERTIESOFCARBONFIBERREINFORCELOWEXPANSIONLASGLASSCERAMICS張巍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年6月國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TB333學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：620密級(jí)：公開(kāi)工學(xué)碩士學(xué)位論文碳纖維增強(qiáng)低膨脹LAS微晶玻璃的制備和性能研究碩士研究生：張巍導(dǎo)師：黃小蕭教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：材料學(xué)所在單位：材料學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex：TB333U.D.C：620D
2、issertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONANDPROPERTIESOFCARBONFIBERREINFORCELOWEXPANSIONLASGLASSCERAMICSCandidate：ZhangWeiSupervisor：Prof.HuangXiaoxiaoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsScienceandEngineeri
3、ngDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位摘要本文利用了溶膠-凝膠的方法結(jié)合真空熱壓燒結(jié)制備了碳纖維增強(qiáng)鋰鋁硅（LAS）微晶玻璃復(fù)合材料。原材料的成分配比通過(guò)鋰輝石和鋰霞石的設(shè)計(jì)比例確定。主要研究了鋰輝石與鋰霞石設(shè)計(jì)配比、熱壓溫度以及B4C摻雜量對(duì)碳纖維增強(qiáng)LAS微晶玻璃復(fù)合材料的物相組成、微觀形貌、室溫力學(xué)性能、熱膨脹系數(shù)以及高溫力學(xué)性能的影響。通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，得到了熱膨脹系數(shù)接近于零且高溫力學(xué)性能優(yōu)良的碳纖維增
4、強(qiáng)LAS微晶玻璃復(fù)合材料。主要的研究成果如下：不同配比的LAS微晶玻璃復(fù)合材料中，主晶相均為晶粒尺寸介于29.4~87.7nm之間的β-鋰輝石晶相，同時(shí)有少量β-鋰霞石晶相生成。原材料配比對(duì)復(fù)合材料室溫力學(xué)性能的影響不大。其中1300℃燒結(jié)溫度下9H-1X復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度最大為407.83±14.99MPa，而7H-1X復(fù)合材料的斷裂韌性最大為5.36±0.59MPa·m1/2。氬氣保護(hù)的環(huán)境下，1300℃燒結(jié)的不同配比LAS微晶玻璃復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)隨測(cè)試溫度緩慢增加。其中7H-1X復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)最低，在溫度低于600℃時(shí)，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)介于10.
5、3~2.1×10-8·K-1范圍之間，比β-鋰輝石的熱膨脹系數(shù)低一個(gè)數(shù)量級(jí)。而在空氣氣氛中，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)先增加后降低，但熱膨脹系數(shù)仍小于10×10-7·K-1。1000℃高溫氬氣保護(hù)環(huán)境下，復(fù)合材料的高溫抗彎強(qiáng)度隨原材料配比先增后減。其中7H-1X復(fù)合材料在1000℃高溫環(huán)境下的抗彎強(qiáng)度為689MPa，為室溫抗彎強(qiáng)度的1.9倍。對(duì)7H-1X復(fù)合材料的高溫抗彎強(qiáng)度進(jìn)一步探索發(fā)現(xiàn)，隨測(cè)試溫度的增加，復(fù)合材料的高溫抗彎強(qiáng)度先增加后急劇下降。試驗(yàn)溫度為1100℃的7H-1X復(fù)合材料抗彎強(qiáng)度為724.1MPa。隨著燒結(jié)溫度的增加，7H-1X復(fù)合材料的室溫抗彎強(qiáng)度緩慢增
6、加，1350℃燒結(jié)溫度的抗彎強(qiáng)度最大達(dá)到425.44±35.42MPa。而斷裂韌性和1000℃的高溫抗彎強(qiáng)度則隨著燒結(jié)溫度的增加先增后減。B4C對(duì)7H-1X復(fù)合材料的物相組成沒(méi)有顯著影響，然而隨著B(niǎo)4C含量的增加，復(fù)合材料的分層現(xiàn)象大大減弱。4wt%B4C-7H-1X復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度最大為539.7±112MPa，3wt%B1/24C-7H-1X復(fù)合材料的斷裂韌性最大為9.6±0.6MPa·m。不同含量B4C的加入，降低了7H-1X復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)，同時(shí)使1000℃的高溫抗彎強(qiáng)度降低。高溫抗彎測(cè)試后，復(fù)合材料中，β-鋰輝石(201)晶面衍射峰強(qiáng)度均有所增加。關(guān)
7、鍵詞：低膨脹材料；鋰鋁硅系統(tǒng)微晶玻璃；高溫力學(xué)性能-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位AbstractCarbonfiberreinforcedLi2O-Al2O3-SiO2glass-ceramiccompositewaspreparedbysol-gelmethodcombinedwithvacuumhot-pressingsintering.Thecompositionratiooftherawmaterialwasdeterminedbythedesignratioofbeta-spodumeneandbeta-eucryptite.Theinfluence
