炭泡沫復(fù)合材料的制備及表征.pdf

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1、第31卷第6期無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)Vol_31No.62015年6月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY1252—1260SiOd~泡沫和SiC/~,泡沫復(fù)合材料的制備及表征吳曉棟,2邵高峰l,2崔升,2王嶺3沈曉冬,l121南京工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院材料化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,南京210009)(宿遷市南京工業(yè)大學(xué)新材料研究院,宿遷223800)3中航復(fù)合材料有限公司,先進(jìn)復(fù)合材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京101300)摘要:對炭泡沫為支撐骨架的氧化硅氣凝膠(Si02/炭泡沫)和

2、碳化硅(SiC/炭泡沫)復(fù)合材料分別采用XRD、SEM、激光導(dǎo)熱儀、萬能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行物相、微觀結(jié)構(gòu)、熱學(xué)及力學(xué)性能方面的表征。結(jié)果表明:所制備的SiOJ炭泡沫與原炭泡沫相比,具備更高的抗壓強(qiáng)度(14.95MPa)和更低的室溫?zé)釋?dǎo)率(0.44W·m_1.K一)。SiC/~沫材料則保持了較高的抗壓強(qiáng)度f~(14.66MPa),其在1200℃下具備極低的高溫?zé)釋?dǎo)率(2.18W·m_1.K一)。熱重分析表明,SiC/炭泡沫在氧化氛圍中到610℃才發(fā)生質(zhì)量的損失,而內(nèi)部炭發(fā)生完全燒蝕的溫度高達(dá)844℃,這表明該

3、材料的抗氧化性能遠(yuǎn)好于純的炭泡沫材料。關(guān)鍵詞:炭泡沫;二氧化硅;碳化硅;熱穩(wěn)定性;熱導(dǎo)率;抗壓強(qiáng)度中圖分類號:0613.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1001—4861(2015)06—1252—09DoI:10.11862/CJIC.2015.161PreparationandCharacterizationofSiOJCarbonFoamandSiC/CarbonFoamCompositeswuXiao—DongSHAOGao—Feng’CUISheng'WANGLing。SHENXiao—Dong'’

4、,。(StateKeyLaboratoryofMaterials—OrientedChemicalEngineering,CollegeofMaterialsScienceandEngineering,NanjingTechUniversity,Nanjing,210009,China)dvancedMaterialsInstituteofNanjingTechUniversityinSuqian,Jiangsu223800,China)(3AVICCompositeCorporationLtd.,Na

5、tionalKeyLaboratoryofAdvancedComposite,Beijing,101300,China)Abstract:Thesynthesisandcharacterizationofcarbonfoamsupportedsilicaaerogel(SiO2/Carbonfoam)andsiliconcarbidecomposite(SiC/Carbonfoam)arepresentedinthisstudy.Thephasecomposition,microstructure,th

6、ermalandmechanicalpropertiesareinvestigatedbyXRD,SEM,LFALaserFlashmeasurements,andUniversalMaterialTesting.TheresultingSiO2/Carbonfoamcompositeshowsahighercompressivestrength(14.95MPa)andasmallerthermalconductivity(0.44W·m·K)atroomtemperature,incompariso

7、nwiththepristinecarbonfoam.TheSiC/Carbonfoamcompositemaintainsacompressivestrengthof14.66MPa,andpossessesalowhigh—temperaturethermalconductivity(2.18W·m·Kat1200cC).Masslossdoesnotbeginuntil610℃fortheSiC/Carbonfoamcomposite,andcompletecarboncombustiondoes

8、notOccuruntil844oC,indicatingamuchbetterthermalstabilitythanthepristinecarbonfoaminoxidizingatmosphere.Keywords:carbonfoam;SiO2;siliconcarbide;thermalstability;thermalconductivity;compressivestrength收稿日期:201503—08。收修改稿日期:2

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