炭纤维微观结构对碳化物生长的影响及碳化物生长机制

声明

摘要

1．1 引言

1．2 C／C复合材料的氧化

1．3 C／C复合材料的高温防氧化改性

1．3．1 基体改性

1．3．2 表面涂层

1．4 常见高温碳化物及其金属与碳直接反应合成

1．4．1 碳化硅及其高温硅-碳直接反应合成

1．4．2 碳化锆及其高温锆-碳直接反应合成

1．4．3 碳化铪及其高温铪-碳直接反应合成

1．4．4 碳化钽及其高温钽-碳直接反应合成

1．5 选题背景与研究意义以及课题的提出

第2章 实验与分析测试方法

2．1 实验原料与化学试剂

2．2 实验主要仪器和设备

2．3 主要实验装置及工艺

2．2．1 沥青基炭纤维的制备

2．2．2 炭纤维表面碳化物的制备

2．4 分析测试方法

2．4．2 拉曼光谱分析

2．4．3 元素分析

2．4．4 扫描电子显微镜分析和能谱分析

2．4．5 透射电子显微镜分析

2．4．8 抗氧化测试

第3章 炭纤维微观结构对SiC晶须生长的影响及SiC晶须生长机制

3．1 引言

3．2 实验

3．2．1 实验原料

3．2．2 沥青基炭纤维的制备

3．2．3 SiC晶须的制备

3．3 炭纤维结构表征

3．3．1 沥青基炭纤维的的微观形貌分析

3．3．2 沥青基炭纤维的物相与晶体结构分析

3．3．3 沥青基炭纤维的拉曼光谱分析

3．3．4 沥青基炭纤维的微观结构分析

3．4 固相硅单质与炭纤维反应生长SiC晶须

3．4．1 硅源对碳化硅晶须生长的影响

3．4．2 炭材料结构对碳化硅晶须生长的影响

3．4．3 SiO气体参与的碳化硅晶须生长机制

3．5 炭纤维表面碳化硅晶须的制备

3．5．1 物料铺放方式对SiC晶须生长的影响

3．5．2 补偿碳源对SiC晶须生长的影响

3．5．3 反应温度对SiC晶须生长的影响

3．5．4 碳源／硅源比例对SiC晶须生长的影响

3．5．5 炭纤维布／SiCw复合材料制备

3．6 热蒸发硅单质生长SiC晶须

3．6．1 炭纤维结构对SiC晶须生长的影响

3．6．2 热蒸发硅工艺中SiC晶须的生长机理

3．7 本章小结

第4章 炭纤维微观结构对碳化物涂层生长的影响及碳化物涂层生长机制

4．1 引言

4．2 实验

4．2．1 实验原料

4．2．2 炭纤维表面过渡金属碳化物涂层的制备

4．3 炭纤维表面HfC涂层的生长

4．3．1 反应温度对HfC涂层生长的影响

4．3．2 炭纤维结构对HfC涂层生长的影响

4．3．3 反应时间对HfC涂层生长的影响

4．3．4 HfC涂层炭纤维的抗氧化性能

4．4 炭纤维表面ZrC涂层的生长

4．4．1 反应温度对ZrC涂层生长的影响

4．4．2 炭纤维结构对ZrC涂层生长的影响

4．4．3 反应时间对ZrC涂层生长的影响

4．4．4 ZrC涂层炭纤维的抗氧化性能

4．5 炭纤维表面TaC涂层的生长

4．5．1 反应温度对TaC涂层生长的影响

4．5．2 炭纤维结构对TaC涂层生长的影响

4．5．3 反应时间对Tac涂层生长的影响

4．5．4 Tac涂层炭纤维的抗氧化性能

4．6 炭纤维表面过渡金属碳化物涂层生长机理

4．6．1 过渡金属原子表面扩散机制

4．6．2 炭材料结构对过渡金属碳化物涂层形成的影响机制

4．6．3 碳的扩散与双向扩散机制

4．6．4 反应温度对扩散的影响

4．7 本章小结

第5章 碳化物涂层炭纤维表面碳化物的生长及其生长机制

5．1 引言

5．2 实验

5．2．1 实验原料

5．2．2 VC和SiC涂层炭纤维的制备

5．2．3 炭纤维表面碳化物双涂层的制备

5．2．4 碳化物涂层炭纤维表面SiC晶须的制备

5．3 炭纤维表面碳化物双涂层的生长

5．3．1 碳化物涂层种类对扩散的影响

5．3．2 原子半径对扩散的影响

5．3．3 过渡金属碳化物涂层的硅化

5．4 碳化物涂层炭纤维表面SiC晶须的生长

5．5 本章小结

6．1 论文结论

6．2 本论文创新之处

6．3 后期工作展望

参考文献

附录1 攻读博士学位期间发表的论文

附录2攻读博士学位期间参与的科研项目

致谢