編號：FTJS05059
篇名：碳纖維預(yù)制體的初始A/V值對化學(xué)氣相滲透動力學(xué)和熱解碳結(jié)構(gòu)的影響(英文)
作者：張偉剛； Huettinger K J；
關(guān)鍵詞：熱解碳； 化學(xué)氣相滲透； 壓汞儀孔隙率測試； 光學(xué)顯微鏡； 織態(tài)結(jié)構(gòu)；
機構(gòu)： 卡爾斯魯厄理工學(xué)院化學(xué)技術(shù)與高分子化學(xué)研究所； 中國科學(xué)院過程工程研究所多相復(fù)雜系統(tǒng)國家重點實驗室；
摘要： 采用體積含量分別為7.1%和14.2%的兩種碳纖維各向同性針刺氈為預(yù)制體,研究了預(yù)制體內(nèi)部初始碳纖維表面積與自由體積比值(A/V值)對熱解碳的等溫等壓化學(xué)氣相滲透動力學(xué)以及熱解碳織態(tài)結(jié)構(gòu)變化的影響。實驗研究以22.5 kPa純甲烷為碳源氣體,沉積溫度為1 095℃,氣體平均停留時間0.1 s,沉積時間從20 h到120 h不等。熱解碳沉積后測量了C/C復(fù)合材料的表觀密度、開氣孔率、熱解碳的真密度及其內(nèi)部分布。利用正交偏光顯微鏡測試了熱解碳的織態(tài)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明,熱解碳的初始沉積過程主要受氣相-表面形核機制控制,隨著致密化的進行,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻嫔L機制。這種從形核到表面生長機制的轉(zhuǎn)化,導(dǎo)致了熱解碳的織態(tài)結(jié)構(gòu)相應(yīng)地從低織構(gòu)向中織構(gòu)、最后到高織構(gòu)的轉(zhuǎn)化。上述沉積機制和結(jié)構(gòu)的變化,都是由于碳纖維編制體初始A/V值的不同以及由于熱解碳不斷沉積導(dǎo)致的A/V值的不斷增大引起的。增大碳纖維編制體的初始A/V值,可以導(dǎo)致這些轉(zhuǎn)化在致密化過程中提前發(fā)生。上述結(jié)果能夠很好地證明以前相關(guān)研究的結(jié)論。
