C/C复合材料不同碳基体的纳米压痕行为研究

C/C复合材料不同碳基体的纳米压痕行为研究

论文摘要

目的研究碳基体微观结构对材料整体性能的影响。方法用酚醛浸渍-碳化、中温煤沥青浸渍-碳化、甲烷为碳源前驱体,经化学气相沉积制备得到不同碳基体C/C复合材料。采用偏光显微镜对C/C复合材料不同碳基体的显微结构进行观察分析,采用XRD和Raman光谱对C/C复合材料的树脂碳基体、沥青碳基体和热解碳基体的微晶尺寸进行表征,以玻璃碳作为参比样品,通过纳米压痕测试不同碳基体试样的弹性模量和硬度。结果碳基体为热解碳和沥青碳的石墨微晶缺陷少,完整度较好,石墨化程度高。玻璃碳和树脂碳基体中石墨微晶排列紊乱,有序度低,石墨化程度低。酚醛浸渍-碳化得到的树脂碳的微晶尺寸Lc最小,为1.69 nm,弹性模量和硬度最大,分别为(23.17±0.54) GPa和(3.26±0.10) GPa;光滑层热解碳和粗糙层热解碳的弹性模量和硬度次之;沥青碳的微晶尺寸最大,Lc为9.36nm,而弹性模量和硬度最小,分别为(12.53±2.29) GPa和(0.72±0.14) GPa。结论不同碳基体的C/C复合材料中,碳基体的石墨化度越高,微晶尺寸越大,各向异性越显著,材料的弹性模量和硬度越低。

论文目录

  • 1 实验
  •   1.1 试样的制备
  •   1.2方法
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 PLM观察
  •   2.2 XRD分析
  •   2.3 Raman分析
  •   2.4 载荷深度曲线
  •   2.5 模量-深度和硬度深度曲线
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 彭雪锋,戴宗妙,蒋建军,张东生

    关键词: 树脂碳,沥青碳,热解碳,纳米压痕

    来源: 装备环境工程 2019年10期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 材料科学

    单位: 中国船舶重工集团公司第七一三研究所,西北工业大学机电学院

    分类号: TB332

    页码: 64-70

    总页数: 7

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