瀝青基炭纖維ABS-樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備研究.pdf

1、本論文以中間相瀝青作為前驅(qū)體，通過熔融紡絲、預(yù)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(qiáng)材料和導(dǎo)熱介質(zhì)，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(jìn)行熱壓復(fù)合，制備了炭纖維/ABS樹脂導(dǎo)熱復(fù)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(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)、光學(xué)織構(gòu)和形貌進(jìn)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(fù)合材料導(dǎo)熱性能及抗沖擊性能的影響，主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1.制備的一維與二維導(dǎo)熱復(fù)合材料沿其截面方向的室溫?zé)釋?dǎo)率，均隨復(fù)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(dāng)纖維直徑較大時，纖維石墨化溫度對復(fù)合材料此方向的室溫?zé)釋?dǎo)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(dǎo)熱復(fù)合材料沿其截面方向的

3、室溫?zé)釋?dǎo)率分別高達(dá)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(fù)合材料具有明顯的結(jié)構(gòu)各向異性，圓形纖維在復(fù)合材料中有序排布，纖維內(nèi)部石墨片層沿圓形纖維長度方向高度取向。熱擴(kuò)散系數(shù)測試表明，一維與二維導(dǎo)熱復(fù)合材料具有顯著的熱學(xué)各向異性，沿復(fù)合材料截面方向具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能。復(fù)合材料沿其截面方向與沿其主平面方向的室溫?zé)釋?dǎo)率相差高達(dá)80倍。
　　3.通過SEM測試結(jié)果，

4、可以觀察到所制備的一維與二維導(dǎo)熱復(fù)合材料中，纖維與樹脂基體連接緊密，兩相界面結(jié)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(dāng)纖維直徑為50～53μm時，所制得的二維導(dǎo)熱復(fù)合材料沿其截面方向的室溫?zé)釋?dǎo)率高于一維導(dǎo)熱復(fù)合材料沿其截面方向的室溫?zé)釋?dǎo)率，而當(dāng)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(dǎo)熱復(fù)合材料沿其截面方向的室