谢志勇
,
黄启忠
,
苏哲安
,
张福勤
,
高莹
,
黄伯云
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2005.02.013
采用自行设计的化学气相渗(CVI)炉以炭毡作为纤维增强体,在坯体内部设计特殊的导电发热层,使坯体内部的温度场、气体反应的中间产物浓度场、电磁场等多元物理场实现耦合,进而达到坯体的快速增密.研究了沉积温度为800 ℃～1 000 ℃,系统压力0.1 kPa～15.0 kPa条件下,分别使用石油液化气和丙烯作碳源时对增密速度和沉积热解炭结构的影响;借助偏光显微镜考察了沉积炭的组织结构;用X射线衍射表征了C/C复合材料的石墨化度和微晶尺寸.研究表明:初始密度为0.2 g/cm3,尺寸为260 mm×60 mm×20 mm的炭毡坯体沉积20 h,经过工艺优化,石油液化气可使坯体增密到1.7 g/cm3以上,丙烯可使坯体增密到1.6 g/cm3以上;两种碳源沉积所获材料的晶体有序度均随沉积温度的升高和系统压力的降低而升高,其中石油液化气在较高温度(990 ℃)、较低压力(0.1 kPa)下能沉积出织构更高的结构一致的粗糙层结构热解炭;说明不同活化能的复合碳源气体可以发挥与其他物理场梯度的协同耦合作用,有利于提高沉积速度和热解炭的织构.
关键词:
多元耦合物理场
,
化学气相渗
,
炭/炭复合材料
,
组织结构
,
快速增密
,
碳源气体
谢志勇
,
黄启忠
,
苏哲安
,
张福勤
,
黄伯云
无机材料学报
doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2005.05.029
用液化石油气作碳源、炭毡作增强体,在坯体中埋置导电层诱导产生温度场和电磁场梯度,在自行设计的多元耦合物理场CVI炉中制备C/C复合材料,用偏光显微镜观察热解炭的显微结构,用XRD表征了材料的石墨化度和微晶尺寸等结构参数,所有样品均为一次性沉积所得,其增密曲线是采用把坯体密度与在线电阻进行拟合所得.研究了沉积温度、碳源气体分压对增密速度和材料结构的影响;并对物理场的耦合机理和热解炭的沉积机理作了探讨.研究表明,多元耦合物理场CVI工艺增密速度快,沉积20h,试样的密度达到1.71g/cm3;除了能获得中等织构的光滑层(SL)和带状结构的热解炭,还可获得高织构的粗糙层结构(RL)热解炭,在2300℃、2h热处理后,其石墨化度达到77%以上.
关键词:
耦合物理场CVI
,
C/C复合材料
,
微观结构
,
快速增密
,
机理
