刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.05.005
以3K PAN基碳纤维为增强体,以中间相沥青为基体前驱体,采用压力浸渍-碳化工艺制备出2D中间相沥青基碳/碳复合材料.研究分析了材料的偏光组织结构、弯曲性能及弯曲断口形貌,结果表明:基体碳的组织结构随碳化压力的不同而变化,低压时以小域组织为主,高压时以广域流线型组织为主;材料的抗弯强度、密度随碳化压力的增加而增高,最高抗弯强度可达278MPa;断裂特征与材料的密度、界面结合状况有关,密度较高、界面结合适中时,弯曲断口以纤维断裂、纤维拔出为主,材料具有韧性断裂特征.
关键词:
碳/碳复合材料
,
中间相沥青
,
力学性能
,
界面
,
显微结构
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
稀有金属材料与工程
借助偏光显微镜、扫描电镜、透射电镜以及力学性能测试研究了微观结构对中间相沥青基炭/炭复合材料力学性能的影响.结果表明:基体炭在偏光显微镜下呈现出光学各向异性,在SEM和TEM下呈片层条带状结构.基体炭与纤维之间的界面不连续,为"裂纹型"界面.材料受载破坏时裂纹通过改变扩展路径而延缓其扩展速度,在纤维-基体界面处以及基体炭层片之间引起滑移,在断口形貌上体现出断裂台阶适中且与纤维拔出交替进行,表现出韧性破坏的断裂特征.材料具有较高的力学性能,抗弯强度达到257MPa.
关键词:
炭/炭复合材料
,
中间相沥青
,
微观结构
,
界面
,
力学性能
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
材料科学与工程学报
借助偏光显微镜、扫描电镜,透射电镜以及力学性能测试研究了微观结构对双基体炭/炭复合材料力学性能的影响.结果表明:基体炭在偏光显微镜下呈现光学各向异性,材料内部形成多层次的界面结构,热解炭呈现"皱褶状"片层结构,中间相沥青炭呈现片层条带状结构,基体炭片层的走向基本上平行于纤维轴向.材料受载破坏时裂纹通过改变扩展路径而延缓其扩展速度,在纤维-基体界面处以及基体炭片层之间引起滑移,在断口形貌上体现出锯齿状的断裂形式,材料具有韧性断裂的特征,抗弯强度最高可达223MPa.
关键词:
炭/炭复合材料
,
中间相沥青
,
微观结构
,
界面
,
力学性能
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2007.01.004
通过三点弯曲实验,并借助XRD,SEM断口形貌分析,研究了最终热处理温度对中间相沥青基碳/碳复合材料微观结构与力学性能的影响,并对其断裂机制进行了探讨.结果表明:随着最终热处理温度的升高,材料的石墨化度增大,层间距d002减小,微晶尺寸Lc增大;材料未经热处理时,纤维与基体间界面结合较强,抗弯强度较高,弯曲断口较为平整,具有脆性断裂特征;随着热处理温度的升高,基体收缩,纤维与基体间界面结合减弱,抗弯强度减小,弯曲断口纤维拔出较长,材料具有韧性断裂特征.
关键词:
碳/碳复合材料
,
热处理温度
,
中间相沥青
,
力学性能
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00968
借助偏光显微镜、扫描电镜、透射电镜以及力学性能测试研究了微观结构对中间相沥青基炭/炭复合材料力学性能的影响. 结果表明: 基体炭在偏光显微镜下呈现出光学各向异性, 在SEM和TEM下呈片层条带状结构. 基体炭与纤维之间的界面不连续, 为“裂纹型”界面. 材料受载破坏时裂纹通过改变扩展路径而延缓其扩展速度, 在纤维-基体界面处以及基体炭层片之间引起滑移, 在断口形貌上体现出断裂台阶适中且与纤维拔出交替进行, 表现出韧性破坏的断裂特征. 材料具有较高的力学性能, 抗弯强度达到257MPa, 断裂韧性达到11.4MPa·m 1/2.
关键词:
炭/炭复合材料
,
mesophase pitch
,
microstructure
,
interface
,
mechanical properties
翟言强
,
李克智
,
李贺军
,
刘皓
,
付前刚
稀有金属材料与工程
采用声电沉积工艺在炭/炭复合材料表面制备了磷灰石生物活性涂层,借助SEM,EDAX,XRD,FTIR等分析测试手段,考察了超声频率对涂层组成、结构和形貌的影响.结果表明:低超声频率时(25 kHz)形成片状羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2(HA));当超声频率升高时(45 kHz或60 kHz)形成棒状磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O(DCPD)).随着超声频率的升高,涂层呈紧密堆积并沿(021)、(041)晶面择优生长,涂层厚度和n(Ca)/n(P)逐渐减小,电解液的pH值逐渐升高.超声波对电沉积的作用主要是降低了钙磷相反应能垒和增强了类旋转效应.
关键词:
炭/炭复合材料
,
声电沉积
,
磷灰石涂层
,
超声频率
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
材料科学与工艺
doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.01.005
采用CVI涂层和400℃空气氧化技术对炭纤维进行表面处理,借助偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)和弯曲性能测试研究了炭纤维表面处理对2D中间相沥青基炭/炭复合材料的组织结构与弯曲性能的影响.结果表明:两种表面处理的材料均具有韧性断裂特征,CVI涂层表面处理后材料的"假塑性效应"更为显著,但是其抗弯强度较低,基体炭的组织结构为具有光学活性的热解炭和中间相沥青炭的流线型、广域流线型组织,材料内部形成多层次的界面结构,在断裂破坏过程中,主要发生基体内聚破坏;400℃空气氧化表面处理的材料的基体炭的组织结构为中间相沥青炭的小域、广域流线型组织,材料在断裂破坏过程中,表现为混合破坏,即基体内聚破坏和界面粘结破坏同时发生.
关键词:
炭/炭复合材料
,
表面处理
,
中间相沥青
,
力学性能
,
微观结构
张磊磊
,
李贺军
,
李克智
,
李新涛
,
翟言强
,
张雨雷
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00341
采用化学气相沉积工艺制备了碳/碳(C/C)复合材料, 用表面轮廓仪检测了表面粗糙度, 用MG-63成骨细胞进行了细胞试验, 研究了C/C复合材料表面粗糙度对成骨细胞形貌、粘附和增殖的影响规律. 结果表明: C/C复合材料表面粗糙度越高则成骨细胞在其表面的粘附率越高, 增殖率越低; C/C复合材料表面粗糙度对成骨细胞的生长方向和形貌具有诱导作用, 粗糙度越高则方向诱导作用越明显, 且细胞附着形貌呈梭形或长条状, 立体感强, 反之成骨细胞则呈现片状, 铺展状态好.
关键词:
碳/碳复合材料
,
roughness
,
osteoblasts
薛若茵
,
李克智
,
李贺军
,
翟言强
电镀与精饰
doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2008.09.002
采用电沉积技术在碳/碳复合材料表面制备出羟基磷灰石-碳化硅复合涂层,通过扫描电镜、x.射线衍射仪、能谱仪、傅里叶红外光谱仪研究了电解液浓度与电流密度对复合涂层形貌与组成的影响,采用粘接拉伸法测试羟基磷灰石-碳化硅涂层、羟基磷灰石涂层与基体的结合强度.结果表明:随着电解液浓度的降低,涂层的组成由磷酸氢钙转变为羟基磷灰石,晶体从大尺寸的片状逐渐转变为纳米级球状.随着电流密度的升高,涂层的钙、磷摩尔比逐渐升高,晶体向疏松的针状转变.选取适当的工艺参数,羟基磷灰石-碳化硅与基体结合强度高于羟基磷灰石涂层.
关键词:
电沉积
,
碳/碳复合材料
,
电解液浓度
,
电流密度
刘皓
,
李克智
,
李贺军
,
卢锦花
,
翟言强
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00486
采用液相浸渍-炭化和CVI复合工艺, 制备出在炭纤维和热解炭之间具有中间相沥青过渡层的炭/炭复合材料, 借助偏光显微镜、扫描电镜、透射电镜以及力学性能测试研究了所制备的炭/炭复合材料的微观结构与力学性能. 结果表明: 在偏光显微镜下中间相沥青炭的光学活性高于热解炭的光学活性, 中间相沥青炭在SEM和TEM下均呈片层条带状结构, 热解炭在SEM下呈“皱褶状”片层结构, 在TEM下为粒状结构; 在HRTEM下, 中间相沥青炭、热解炭和炭纤维的晶化程度依次降低. 在加载过程中, 材料内部多层次的界面通过改变裂纹扩展路径而延缓其扩展速度, 在断口形貌上体现出锯齿状的断裂形式, 纤维拔出长度适中, 材料表现出韧性破坏的断裂特征. 材料具有较高的力学性能, 抗弯强度达到244MPa, 断裂韧性达到9.7MPa·m1/2.
关键词:
炭/炭复合材料
,
mesophase pitch
,
microstructure
,
transition layer
,
mechanical properties
