石墨化温度对预氧丝针刺复合材料微观结构及力学性能影响

谢　骏，罗瑞盈

(北京航空航天大学，北京 100191)



石墨化温度对预氧丝针刺复合材料微观结构及力学性能影响

谢骏，罗瑞盈

(北京航空航天大学，北京 100191)

摘要：以国产预氧丝针刺毡作为预制体，先采用炭化、化学气相渗积工艺，再分别于不同温度下进行石墨化处理最终制备出预氧丝针刺复合材料，并对所制材料的微观结构及其力学性能进行表征。结果表明：预氧丝针刺复合材料的石墨化度随石墨化温度的提高而提高，最高达到54.19%，弯曲强度随之下降。试样基体为粗糙层热解碳结构，在2200℃热处理温度下的样品具有较好的光学活性，弯曲强度为102MPa，力学性能保持良好。

关键词：预氧丝，针刺毡，石墨化处理，微观结构，力学性能

高温石墨化处理过程，即将材料进行升温加热，让碳原子平面网格由乱层结构(二维的无序排列)向石墨结构(三维的有序排列)转变的过程。它是炭/炭复合材料制备工艺中的重要部分，合理的石墨化工艺有着释放残余热应力、稳定和优化材料力学性能的作用[1-3]。尽管有相关的研究人员对预氧丝针刺毡的结构和力学性能做了一部分测试，但目前国内外对预氧丝针刺复合材料的石墨化程度与微观结构及力学性能的研究缺少统一的认识和系统的分析。本文利用X射线衍射仪(XRD)、偏光显微镜(PLM)、力学试验机、扫描电子显微镜(SEM)等设备，研究了不同石墨化温度处理的预氧丝针刺复合材料微观结构及力学性能的变化。

1　实验

1.1复合材料的制备