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新型低密度C/C隔热材料的制备研究

作　者: 郭俊
导　师: 黄启忠
学　校: 中南大学
专　业: 材料学
关键词: 隔热材料炭/炭复合材料影响因素导热系数化学气相沉积
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

实验针对高温隔热材料的应用背景,以研制代替传统的炭毡类隔热材料的新型高性能隔热材料为目的,采用炭纤维毡为预制体,热固性树脂为先驱体,经过浸渍、粘接、固化、炭化等工艺制备出新型低密度隔热炭／炭复合材料。研究了浸渍液的浓度、树脂和毡体的类型、层间粘接剂的浓度和类型、固化时所加的外部压力等因素对材料性能(密度、力学性能、导热系数)的影响,并根据实验结果得出了各因素的优化条件。用SEM观察了材料各种条件下的微观形貌,并对样品的分层机理和缺陷产生的原因进行了探讨。研究结果表明：采用密度为0.12g-cm-3的炭纤维针刺毡作为预制体、8%的环氧树脂溶液作为浸渍液,粘接剂选用65%的环氧树脂溶液,固化压力为1200Pa时,样品的密度为0.15g.cm-3,导热系数为0.18W/(m·K),弯曲强度为1.5MPa,压缩强度为0.5MPa,其各项性能指标均达到或超过预期值,且较传统炭毡类隔热材料具有明显的优势,是一种很有发展前景的高性能隔热材料。利用化学气相沉积工艺对样品进行涂层处理的研究,经实验表明,当沉积温度为1050℃,沉积时间为3小时,N2流量为0.31/min,C3H6流量为0.151/min时,所得样品的密度为0.22g/cm-3,弯曲强度为1.1MPa,压缩强度为2.2MPa,导热系数为0.25W/(m-K)。涂层后的炭纤维表面所沉积的热解炭对内部结构起到了保护作用,可以抑制其使用过程中的消耗,劣化和粉化,从而到达延长隔热材料使用寿命,避免炉内产品受到污染的目的。

新型低密度C/C隔热材料的制备研究

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