碳納米管及石墨烯摻雜的炭炭復合材料性能的研究.pdf

1、炭/炭復合材料被廣泛應用于超高溫及溫度劇烈變化的極端環(huán)境，且所產(chǎn)生的熱量需迅速傳遞，要求炭/炭復合材料具有較高的導熱系數(shù)。本課題采用摻雜法研究提高單向炭/炭復合材料導熱系數(shù)的方法，為研究其導熱性能提供依據(jù)。
　　 用直接摻雜法將碳納米管摻雜中間相瀝青制備出炭/炭復合材料炭化樣品，再分別用十二烷基苯磺酸鈉水溶液、甲基硅油、離子液體三種分散劑分散碳納米管后涂覆炭纖維表面，制備出炭化樣品。由透射電鏡及掃描電鏡分析得知：碳納米管直接摻雜

2、型的炭化材料，界面存在著分布不均勻的碳納米管；而對于采用碳納米管分散液涂覆法制備的炭化樣品，碳納米管都較均勻地分散在十二烷基苯磺酸鈉水溶液、甲基硅油、離子液體，它在炭纖維與基體炭界面上分布得均勻且廣泛。此摻雜型材料界面結(jié)合良好，結(jié)構(gòu)致密。
　　 用Hummers法且高溫炭化制備出所需氧化石墨烯，且通過類似于摻雜碳納米管的方法，制備出氧化石墨烯直接摻雜型和分散液涂覆摻雜型炭/炭復合材料炭化樣品，對比于無摻雜的單純的炭化材料，經(jīng)掃描

3、電鏡規(guī)察，在材料界面中炭纖維表面覆蓋了較均勻光滑且清晰的褶皺石墨烯薄片層結(jié)構(gòu)，且界面結(jié)構(gòu)即致密又結(jié)合良好，尤其是氧化石墨烯離子液體分散液摻雜的炭化材料。
　　 對不同摻雜法，不同熱疏導疏導體，不同分散液所制備出炭/炭復合材料炭化樣品，在平行纖維方向與垂直纖維上的導向系數(shù)進行了測試。結(jié)果表明，無論是碳納米管還是氧化石墨烯，分散液涂覆摻雜型>直接摻雜型>無摻雜型，且平行方向/垂直方向上的導熱系數(shù)比值均縮小了。尤其是采用離子液體分散液