炭纖維增強熱解炭和COPNA樹脂炭基體復(fù)合材料用于減摩材料的探索研究.pdf

1、用于糧食、藥品加工的密煉機，需要采用無油潤滑機械動密封材料。本項目的目的是開發(fā)一種適用、先進、經(jīng)濟的機械動密封C／C復(fù)合材料以滿足這一需求。采用一種新型的熱固性樹脂即縮合多核芳香烴樹脂(COPNA)作為液相浸漬劑，用浸漬與化學(xué)氣相滲透相結(jié)合的增密工藝制備C／C復(fù)合材料。利用紅外光譜、熱重／差熱(TG／DTA)、粘度計、金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)等分析手段對COPNA樹脂合成反應(yīng)過程、熱穩(wěn)定性、流變性及炭纖維增強

2、熱解炭和COPNA樹脂炭基體復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)和石墨化度等進行研究，對炭纖維增強熱解炭和COPNA樹脂炭基體復(fù)合材料與炭纖維增強熱解炭和呋喃樹脂炭基體復(fù)合材料的力學(xué)性能和摩擦磨損性能進行對比分析。研究結(jié)果表明： (1)合成COPNA B-樹脂的較佳工藝參數(shù)為交聯(lián)劑與單體的摩爾比為2.5，催化劑用量為5％，反應(yīng)溫度為170℃，殘?zhí)柯蔬_到76％。COPNA樹脂是一種粘度小、耐熱、殘?zhí)柯矢叩男滦蜆渲?(2)炭纖維增強熱解炭和

3、COPNA樹脂炭基體復(fù)合材料的壓縮彈性模量為13～39GPa，抗壓強度為85～196MPa，最大壓縮力為8～20KN；而炭纖維增強熱解炭和呋喃樹脂炭基體復(fù)合材料的壓縮彈性模量為10～25GPa，抗壓強度為64～80MPa，最大壓縮力為6～8KN。分析材料的斷裂行為和斷口表明：COPNA樹脂與炭纖維的表面結(jié)合力強，基體塑性較好，受到機械應(yīng)力作用時，較少發(fā)生炭纖維拔出、基體炭脆性斷裂及崩落的現(xiàn)象。 (3)與炭纖維增強熱解炭和呋喃樹脂