碳纤维高温抗氧化涂层的研究开题报告
2021-02-24 10:00:05
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1研究目的及意义
碳纤维具有高强度、高模量、低密度、低热膨胀系数、耐高温等优点,被广泛应用于航空、航天、机械、化工等领域。碳纤维及c/c复合材料在高温(>2000℃)、惰性气氛下应用时,仍能够保持良好的力学性能[1]。但是在氧化气氛下,碳纤维极易发生氧化,碳纤维及其复合材料的力学性能明显降低,从而限制了碳纤维及c/c复合材料作为高温防护材料在氧化气氛下的应用。另外,碳纤维增强陶瓷及金属基复合材料,由于碳纤维和陶瓷及金属的界面相容性较差,造成材料力学性能降低[2]。因而,为了解决碳纤维存在的上述问题,必须对碳纤维进行表面改性,既能提高碳纤维的抗氧化性能,又能改善碳纤维与陶瓷、金属基体的界面相容性,从而扩大碳纤维的应用范围。
在碳纤维表面施加涂层,特别是陶瓷涂层,能够满足上述要求。许多高温陶瓷因具有熔点高、热稳定性好、线胀系数低等特点而被作为抗氧化涂层物质广泛使用,因此,陶瓷涂层是目前研究得最深入的抗氧化涂层体系。从国内外涂层的相关报道来看,硅基陶瓷是目前使用最为广泛的涂层物质,除此之外,所使用的陶瓷涂层物质还包括高熔点氧化物陶瓷(hfo2、zro2、y2o3、tio2、ta2o5、al2o3)、难熔金属碳化物(tac、hfc、zrc、tic等)和难熔金属硼化物陶瓷(hfb2、zrb2、tab2、tib2等)[3]。
2. 研究的基本内容与方案
2.1设计的基本内容及目标
1. 文献调研:了解国内外相关研究概况和发展趋势,翻译不少于5000字的英文文献,完成开题报告;
2. 了解常用无机涂层的制备方法,以氧化硅、碳化硅等含硅的无机涂层制备碳纤维表面的抗氧化涂层;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,制备碳纤维。
第9-12周:测试。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]冉丽萍,易茂中,蒋建献等.炭/炭复合材料mosi2/sic高温抗氧化复合涂层的制备及结构[j]. 新型炭材料,2006,21(3) : 231-236.
[2]tkachenko l a,shaulov a y,berlin a a. high-temperature protective coatings forcarbon fibers [j]. inorg mater,2012,48(3) : 213-221.
[3]杨鑫,黄启忠,苏哲安等. c /c 复合材料的高温抗氧化防护研究进展[j].宇航材料工艺,2014,01 : 1-15.