碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响.pdf

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1、第27卷第5期无机化学学报Vo1．27No．52011年5月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY10O1．1007碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响李克智宋强武立言李贺军弓巧娟(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，西安710072)摘要：炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管．借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料．研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为，诱导了各向同性热解炭的生成

2、，且随着碳纳米管含量的增加，各向同性热解炭的厚度增加，但是复合材料的d值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度，随着其含量的增加，复合材料的力学强度和模量迅速提高，但材料的断裂行为却急剧恶化，断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。关键词：炭炭复合材料；碳纳米管；杂交；微观组织；力学性能中图分类号：O613．71：TB331文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)05-1001—07InfluenceofCarbonNanotubeContentonIIicrOstructuresa

3、ndMechanicalPropertiesofCarbon／CarbonCompositeLIKe—ZhiSONGQiangWULi—YahLIHe—JunGONGQiao—Juan(StateKeyLaboratoryofSolidifcationProcessing,NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China)Abstract：Carbonnanotubes(CNTs)withauniformgrowingandextendingmorphology

4、wereinsitugrownoncarbonfibersincarbonfeltandthenchemicalvaporinfiltration(CVI)wasusedtodensifythefelttogetaCNT—reinforcedcarbon／carbon(C／C)composite．TheinfluencesofCNTsonmicrostructuresandmechanicalpropertiesofC／CcompositewereinvestigatedbyvaryingCNTcontent．The

5、resultsshowthatalayerofisotropic(ISO)pyrocarbonisdepositedcloselyaroundcarbonfibersaftergrowingCNTsandthiszonebecomesextendedwithCNTsincrease，whilethed002valueofpyrocarbondecreasesforCNT-relatedcompositesremarkably．ComparedwithpureC／Ccomposite，CNT—reinforcedC／C

6、compositeshavemuchhighermechanicalstrengthandmodulus．However，withCNTsincrease，theductilityofthecompositedeterioratesgraduallyaccordingtothedecreaseofductilityfactor(valueandthefracturemodechangesfrompseudo—plasticfracturetobrittlefractureinspiteofthesharpincrea

7、seinbothmechanicalstrengthandmodulus．Keywords：carbon／carboncomposite；carbonnanotube；hybrid；microstructures；mechanicalproperties0Introductionproperties，suchaslightquality，highspecificstrength，lowthermalexpansion，hightemperatureresistanceandCarbon／carbon(C／C)comp

8、ositesarenew—typeoutstandingcorrosionresistance[。．However．theperfo—high—temperaturematerialsandarewidelyusedinrmancesofC／Ccompositesdependsensitivelyonaerospaceandautomobile