化學(xué)氣相反應(yīng)制備碳纖維陶瓷涂層及抗氧化性能研究.pdf

1、化學(xué)氣相反應(yīng)制備碳纖維陶瓷涂層及抗氧化性能化學(xué)氣相反應(yīng)制備碳纖維陶瓷涂層及抗氧化性能研究研究Chemicalvapreactionfabricationoxidationbehaviofceramiccoatingsoncarbonfibers學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：董水浪指導(dǎo)教師：侯峰副教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一五年十二月摘要摘要碳纖維及其復(fù)合材料的氧化問題限制了其在高溫領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。一般采用制備碳纖維保護(hù)涂層防止碳纖維高

2、溫被氧化。本文主要通過化學(xué)氣相反應(yīng)在碳纖維表面制備SiC涂層、SiCPyC涂層和SiO2SiOC涂層改善碳纖維的抗氧化性能，并研究反應(yīng)條件對涂層形貌性能的影響，利用X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電鏡（SEM）及熱重分析（TGA）等分析手段探索了涂層結(jié)構(gòu)與抗氧化性能的關(guān)系。以SiCu混合體系作為硅源，實現(xiàn)較低溫度（12501300C）化學(xué)氣相反應(yīng)制備碳纖維SiC均勻涂層。體系中，Cu的存在降低了Si的熔點，在較低反

3、應(yīng)溫度產(chǎn)生液相，以獲得較大的Si蒸汽壓，有利于SiC涂層的生成。熱失重分析表明，反應(yīng)溫度為1250C和1300C制備的SiC涂層能有效地起到抗氧化效果，纖維抗氧化溫度比無涂層纖維提高150200C，其中反應(yīng)溫度為1250C制備的涂層碳纖維表現(xiàn)出比1300C制備的涂層更好的抗氧化性，這是由于涂層致密程度不同所致。為保護(hù)碳纖維在制備SiC涂層過程中不受到損傷，以二甲苯為前驅(qū)體在碳纖維表面化學(xué)氣相沉積（CVD）熱解碳（PyC）涂層，考察沉積時