稀土鑭催化熱解二甲苯制備C/C復(fù)合材料及其微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能

編號(hào)：NMJS06620

篇名：稀土鑭催化熱解二甲苯制備C/C復(fù)合材料及其微觀結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能

作者：鄭金煌[1] ;鄧海亮[2] ;殷忠義[2] ;姚冬梅[2] ;蘇紅[2] ;崔紅[1,2] ;張曉虎[2] ;王坤杰[2]

關(guān)鍵詞： C/C復(fù)合材料 稀土鑭 化學(xué)氣相滲透 微觀結(jié)構(gòu) 力學(xué)性能

機(jī)構(gòu)： [1]西北工業(yè)大學(xué)凝固技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西西安710072; [2]西安航天復(fù)合材料研究所,陜西西安710025

摘要： 采用薄膜沸騰CVI法,以LaCl_3為催化劑在1 000～1 100℃下熱解二甲苯制備出密度1.67～1.72 g/cm^3的C/C復(fù)合材料,研究了催化劑含量對(duì)其致密化特性、基體微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,催化劑含量由0增加至15 wt%時(shí),熱解炭沉積速率升高,其結(jié)構(gòu)由粗糙層（RL）向各向同性（ISO）轉(zhuǎn)變,材料密度和力學(xué)性能先升高后降低。含量為3 wt%時(shí)材料密度較高,且基體內(nèi)出現(xiàn)納米絲狀碳（NFC）;含量增大至6wt%后,NFC數(shù)量增多,催化劑表面積碳使基體趨于形成RL和ISO混合結(jié)構(gòu),高催化劑含量下ISO層較厚。催化劑添加后材料的彎曲和剪切強(qiáng)度分別提高約8.1%～33.0%和15.3%～55.7%,含量為6wt%時(shí)性能較佳,彎曲及剪切強(qiáng)度達(dá)230.7 MPa和36.6 MPa。高溫處理使材料韌性提高,但強(qiáng)度降低,15 wt%時(shí)降低較大,彎曲和剪切強(qiáng)度降低約18.6%和14.4%。