难熔金属炭化物改性基体对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响

主要对难熔金属改性炭基体的炭／炭复合材料的抗氧化性能进行了较深入的研究。实验的结果表明，在以中间相沥青为基体先驱体、以PAN—CF为增强体的炭／炭复合材料中，采用Ti、W、Zr、Ta、等过渡区金属化合物为添加剂，以Co、Ni为助液相烧结剂，以TiCl4、ZrOCl2等为助炭化剂，通过在材料的内部生成多元金属炭化物，形成一种内部的多层次梯度防护体系，较大幅度地提高了炭／炭材料的抗氧化性能，实现了在改性剂添加量2％-3％的情况下，炭／炭材料氧化失重率下降超过80％，在1100℃小情况下，材料氧化失重小于5％的良好效果。     

碳布增强聚芳基乙炔新型防热材料

本文研究了新型高碳聚芳基乙炔树脂(PAA)的成碳率及其碳布增强防热材料(2DC/PAA)成型工艺,对复合材料的性能进行了表征.结果表明,聚芳基乙炔树脂的成碳率高于酚醛树脂,C/PAA材料烧蚀性能优异,氧-乙炔线烧蚀率0.004mm/s;但材料机械性能较低,剪切强度仅为5.8MPa.     

热梯度化学气相沉积动力学过程的探讨

主要是关于热梯度化学气相过程中预制体致密机理的探讨。通过对沉积试验的结果分析发现:在热梯度化学气相沉积的大部分阶段,预制体沉积致密的动力学方程符合低分子填充孔隙的动力学方程,即指数形式致密方程,这说明热梯度法致密预制体的过程从本质上来说,仍是受制于裂解产物在预制体上孔隙填充的这一动力学过程的,与文献中提到的常规均热法沉积致密模式是一致的。另外,从机理分析和实验结果的对比中发现:热梯度化学气相沉积能够较大幅度提高预制体致密速率的原因是存在于沉积过程的温度梯度和浓度梯度可以较大幅度提高沉积分子的定向扩散速率,所以提高了预制体的致密速率。但这一沉积速率的加快并不改变预制体的致密模式。     

负压下反应温度和催化剂的种类对于气相生长炭纤维生长形态的影响

讨论了在负压沉积条件下基体法制备气相炭纤维时，催化剂种类和反应温度的变化对气相生长炭纤维形态的影响。通过实验发现温度和催化剂的种类对气相生长炭纤维的形态有较大的影响。在同一温度下，分别采用铁基催化剂和镍基催化剂生长出的炭纤维具有相当大的差异，这种差异与溶解在金属催化剂液相中的碳原子从金属液界面的析出模式直接相关，当整个胞晶界面都均匀地析出碳原子时为实心炭纤维，而主要沿胞晶界面的外环析出时为中空炭纤维；在实验条件下铁基催化剂生成的是实心纤维而镍基催化剂生成的是中空纤维。即使采用同一种镍基催化剂，在不同的反应温度下，也将生成不同形状的纤维。在低温下生成的是中空纤维，而在高温下生成的是树枝状的二次分叉纳米纤维。同样，铁基催化剂在低温下生成均匀光滑的连续纤维，而高温下生成的是较细且具有分叉结构的纤维。更进一步的机理分析表明气相生长炭纤维的这种分叉形态与头部的金属催化剂液相的稳定形态相关。铁基与镍基催化剂的金属形态在低温下是相对稳定的，但温度升高后，催化剂液相界面形态变得不稳定，进而导致产生分岐结构，故生成了分叉的炭纤维。