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
宋怀河
,
刘朗
,
张碧江
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.1999.01.003
由均四甲苯出发,通过甲醛/H+交联及进一步热处理合成了低软化点(260 ℃)、高H/C原子比(0.86)、富含甲基基团、分子结构呈完全渺位缩合构型的中间相沥青.研究了该中间相沥青纤维的不熔化行为,发现它呈现出与一般石油系或煤焦油系中间相沥青的不同氧化行为,虽然具有较高的氧化反应性(在150 ℃开始与氧反应),但要实现纤维的完全不熔化却需较多量的氧与之交联.以0.2℃.min-1(170 ℃～260 ℃)的升温速率升到260 ℃,恒温180 min得到的不熔化纤维的氧含量达17.6 %,其炭纤维强度可达2100 MPa.沥青呈现高氧化反应性的原因在于体系中含有较多量的甲基、亚甲基及孤立芳氢,它们引发了氧化反应的快速;中间相沥青的渺位缩合构型分子及小芳香核片的存在是不熔化过程需要多量氧的原因.
关键词:
均四甲苯
,
中间相沥青
,
不熔化
,
甲基
,
孤立芳氢
,
构型
袁观明
,
李轩科
,
董志军
,
崔正威
,
丛野
,
张中伟
,
王俊山
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.01025
以萘系中间相沥青为原料, 通过熔融纺丝、氧化稳定化、炭化和石墨化处理制得了表面光洁平整的高取向带状纤维, 采用红外光谱仪、元素分析仪、X射线衍射仪、拉曼光谱、扫描电子显微镜和偏光显微镜对带状纤维的组成、形貌和微观结构进行了表征. 研究结果表明: 带状沥青纤维氧化稳定化过程中生成的羧基、羰基、醚等含氧官能团在随后炭化处理过程中消失; 带状沥青纤维截面的平均宽度和厚度约为1.6mm和18μm, 经炭化和石墨化处理后收缩至1.2mm和9μm; 随热处理温度的升高, 带状炭纤维(002)晶面的衍射峰逐渐变强, 其晶体尺寸逐渐变大; 与炭化处理纤维相比, 石墨化纤维晶体结构更加完整, 沿纤维主表面的取向程度更高.
关键词:
中间相沥青
,
ribbon-shaped carbon fiber
,
preparation
,
characterization
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
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
沈曾民
,
戈敏
,
迟伟东
,
刘辉
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.03.001
以合成中间相萘沥青为原料,采用加压发泡法制备孔径均匀的初生炭泡沫体,经700℃～1000℃和2300℃～2800℃热处理制备出炭化和石墨化炭泡沫体;以700℃炭化处理所得的炭泡沫体作为芯材制成夹芯复合材料.研究了原料性能、发泡以及热处理工艺参数对炭泡沫微观结构和力学性能的影响,考察了炭泡沫体夹芯复合材料的微波吸收性能.结果表明:发泡过程中保持均匀的温度场是制备孔径均匀的炭泡沫体的关键因素,压力是影响孔结构的主要因素.炭泡沫体的微晶结构、力学性能以及微波吸收性能沿xy和xz面方向(分别表示垂直和平行于重力方向)具有各向异性.
关键词:
中间相沥青
,
炭泡沫体
,
微观结构
,
力学性能
,
微波吸收
王成扬
,
李明伟
,
郑嘉明
,
稻垣道夫
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2003.01.002
用热缩聚和催化缩聚两种不同工艺制备的中间相沥青及自行设计的五种喷丝板,熔融纺制出中空、条形、Y-形和圆形截面的沥青纤维.实验证明,沥青熔体的出口膨胀性是影响异形纤维特别是中空纤维纺丝成形的重要流变学参数.这一参数随中间相沥青的性质和熔体温度而变化,在较高温度下,沥青熔体的出口膨胀性减小,使得所纺制异形纤维截面的异形度降低.X-射线衍射分析结果表明,不同形状的喷丝板因其不同的当量直径,在纺丝时对熔体产生不同的剪切作用;当量直径越小,剪切作用越强,沥青分子沿纤维轴的取向度越高,因此可使其炭纤维的力学性能提高.
关键词:
中间相沥青
,
粘弹性
,
炭纤维
,
X射线衍射
