CSiCB4C复合材料的制备抗氧化性能的研究.docx

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CSiCB4C复合材料的制备抗氧化性能的研究

优秀毕业论文 精品参考文献资料 C. C.SiC.B。C复合材科的制各及抗氧化性能的研究 摘 要 本文采用兰州生石油焦、抚顺煅后沥青焦和青岛鳞片石墨作为炭质原料,SiC、 B。C作为陶瓷相,分别采用中温沥青、改质沥青、酚醛树脂三种粘结剂,模压制 备C—SiC.B。C复合材料。研究了炭质原料、粘结剂种类及其含量对C.SiC—B4C复 合材料性能和组织结构的影响。同时通过TG.DSC、IR分析讨论了煤沥青和酚醛 树脂的结焦炭化过程,并以此作为制定C.SiC.B4C复合材料烧结曲线的依据。 以酚醛树脂作为粘结剂,分别采用兰州生石油焦、抚顺煅后沥青焦和青岛鳞 片石墨作为原料制各C.SiC.B4C复合材料。通过SEM对原料的显微结构观察: 兰州生石油焦的显微结构以流线型为主,抚顺煅后沥青焦的显微结构中存在大量 镶嵌型结构。不同原料的性能和结构的差异,从而导致三种原料在相同工艺条件 下制备出的C.SiC.B。C复合材料的力学性能和电阻率差别较大:青岛鳞片石墨为 原料制备的样品气孔率和电阻率最低,兰州生石油焦具有较好的烧结性能,以生 焦为炭质原料制备的样品则显示出最好的力学性能。 选择以烧结性能较好的兰州生石油焦作为炭质原料,分别采用中温沥青、改 质沥青、酚醛树脂三种粘结剂制备C.SiC.B4C复合材料。研究表明,由于三种粘 结剂的粘结性、结焦值以及组成结构的不同,制备出的C.SiC.B4C复合材料的显 气孔率、强度、电阻率差别也较大,酚醛树脂作粘结剂的样品显气孔率最低。强 度最高,电阻率最低。煤沥青组分中的甲苯不溶物和0树脂含量对结焦形成的沥 青炭的含量和性能影响很大,实验中所采用改质沥青中的甲苯溶物和13树脂含量 为中温沥青的1.5--3倍,因而其粘结性要好于中温沥青,结焦值也要高于中温沥 青,制备出的样品的性能也较中温沥青好。 通过TG.DSC和静态空气中的氧化实验讨论了C.SiC.B4C复合材料在800 ℃~l 100(3条件下的抗氧化性能。研究发现:1000℃以下时,复合材料的抗氧化 性能与炭质原料种类、陶瓷相含量(主要是B4C的含量)有关;温度超过1000 ℃时,复合材料中的SiC开始对样品的抗氧化性能发挥作用。实验中当陶瓷相的 含量达到50%时,复合材料在1100℃静态空气中氧化360min后的失重率仅为 4.6%,显示出C.SiC.B4C复合材料高温条件下较好的抗氧化性能。通过对氧化后 样品表面EDS能谱,发现C.SiC.B4C复合材料的抗氧化机理在于弥散在基体炭中 的陶瓷相氧化后生成相应低熔点的氧化物,液相氧化物能够均匀覆盖在基体炭表 面,形成一层保护膜,这层保护膜能够阻止基体炭与空气接触,从而实现 C.SiC.B4C复合材料的高温自愈合抗氧化性能。 关键词:C.SiC.B4C复合材料;粘结剂;制备;显微结构;抗氧化性 硕一} 硕一}:学位论文 Abstract In this paper,C—SiC·B4C composites was prepared from Lanzhou petroleum cokes,Qingdao flake graphite,and Fushun calcined pitch coke,with binder of medium temperature pitch,modified pitch,phenolic resin by uniaxial compression.We discusses the influence of carbon type,the content of ceramic and binder on the performance and microstructure of C-SiC—B4C composites.We analyzes the coking process of pitch and phenolic resin through IR and TG·DSC.Based on the IR and TG—DSC analysis result,we formulate the sintering curve of C—SiC-B4C composites. Based on the former result,C-SiC—B4C composites was prepared by phenolic resin as binder,the Lanzhou petroleum coke,Fushun calcining pitch coke and Qingdao flake graphite as raw materials.The SEM result shows that the microstructure of most lanz

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