瀝青基炭纖維ABS-樹脂導熱復合材料的制備研究.pdf

1、本論文以中間相瀝青作為前驅體，通過熔融紡絲、預氧化、炭化和石墨化處理制得了晶體高度取向的圓形石墨化炭纖維，并以其作為增強材料和導熱介質，ABS樹脂作為基體材料，通過一步熱壓法將定向排列的炭纖維與ABS（丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物）樹脂進行熱壓復合，制備了炭纖維/ABS樹脂導熱復合材料。借助X射線衍射、掃描電子顯微鏡和偏光顯微鏡等手段對炭纖維及其樹脂基復合材料的晶體結構、光學織構和形貌進行了表征，同時還初步探討了石墨化纖維的體積含量、直

2、徑、石墨化溫度以及纖維排布方式等因素對復合材料導熱性能及抗沖擊性能的影響，主要研究內容及結論如下:
　　1.制備的一維與二維導熱復合材料沿其截面方向的室溫熱導率，均隨復合材料中石墨化纖維的體積含量、石墨化纖維直徑、纖維石墨化溫度的升高而增大。當纖維直徑較大時，纖維石墨化溫度對復合材料此方向的室溫熱導率影響較大。纖維直徑為50～53μm，纖維石墨化溫度為2900℃，纖維體積含量為38％時，所制備的一維與二維導熱復合材料沿其截面方向的

3、室溫熱導率分別高達469.79W/m·K與490.07 W/m·K。
　　2.XRD和PLM測試分析表明，炭纖維/ABS樹脂復合材料具有明顯的結構各向異性，圓形纖維在復合材料中有序排布，纖維內部石墨片層沿圓形纖維長度方向高度取向。熱擴散系數測試表明，一維與二維導熱復合材料具有顯著的熱學各向異性，沿復合材料截面方向具有優(yōu)異的導熱性能。復合材料沿其截面方向與沿其主平面方向的室溫熱導率相差高達80倍。
　　3.通過SEM測試結果，

4、可以觀察到所制備的一維與二維導熱復合材料中，纖維與樹脂基體連接緊密，兩相界面結合較好，兩者之間沒有較為明顯的縫隙和孔洞。
　　4.纖維石墨化溫度為2900℃，當纖維直徑為50～53μm時，所制得的二維導熱復合材料沿其截面方向的室溫熱導率高于一維導熱復合材料沿其截面方向的室溫熱導率，而當纖維直徑為11～14μm、18～21μm和29～32μm時，分別在纖維體積含量高于26％、24.8％和24.5％時，二維導熱復合材料沿其截面方向的室