中間相瀝青基碳纖維表面處理及涂層的研究.pdf

1、碳纖維及其復合材料具有高強度、高模量、耐高溫，耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導電、傳熱、比重小等優(yōu)異性能，在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中具有十分重要的作用。本文采用電化學氧化法對中間相瀝青碳纖維進行表面改性處理，并通過溶膠-凝膠法(sol-gel)在處理后的碳纖維表面分別制備了鉭、鋯涂層，以提高中間相瀝青基碳纖維的耐高溫抗氧化性能，具體的研究內容和結果如下：
　　 1.采用電化學氧化法對中間相瀝青碳纖維進行氧化處理，利用FT-IR、XPS、SEM

2、等分析了處理前后的碳纖維表面含氧官能團和表面形貌的變化。結果表明：中間相瀝青基碳纖維經(jīng)電化學氧化處理后表面含氧官能團明顯增加，以羥基為主，在氧化電流為0.7A，氧化時間為150s時，含氧官能團增加最多，總含氧官能團的含量提高了9.5％。結果還顯示氧化時間和氧化電流具有等效性。
　　 2.采用sol-gel法在中間相瀝青基碳纖維的表面制備了鉭、鋯涂層。運用FT-IR對溶膠、凝膠的特征基團進行了分析，借助XRD、SEM、TG等研究了

3、涂層纖維的物相組成、微觀結構、以及空氣中的氧化失重行為。結果表明：對中間相瀝青基碳纖維涂覆鋯涂層，1000℃熱處理，能在纖維表面形成連續(xù)完整、致密、無裂紋和孔隙的ZrO2涂層，涂層碳纖維起始氧化溫度對比于無涂層碳纖維提高了160℃，700℃以下無明顯失重，氧化終止溫度提高到770℃；對中間相瀝青基碳纖維涂覆鉭涂層，1600℃熱處理，二次涂層后，涂層均勻致密，無明顯孔洞，呈連續(xù)的層狀結構，涂層厚度約為150nm，二次涂層碳纖維起始氧化溫度