中間相瀝青基碳纖維表面處理及涂層的研究.pdf

1、碳纖維及其復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫，耐腐蝕、耐疲勞、抗蠕變、導(dǎo)電、傳熱、比重小等優(yōu)異性能，在現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展中具有十分重要的作用。本文采用電化學(xué)氧化法對(duì)中間相瀝青碳纖維進(jìn)行表面改性處理，并通過(guò)溶膠-凝膠法(sol-gel)在處理后的碳纖維表面分別制備了鉭、鋯涂層，以提高中間相瀝青基碳纖維的耐高溫抗氧化性能，具體的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：
　　 1.采用電化學(xué)氧化法對(duì)中間相瀝青碳纖維進(jìn)行氧化處理，利用FT-IR、XPS、SEM

2、等分析了處理前后的碳纖維表面含氧官能團(tuán)和表面形貌的變化。結(jié)果表明：中間相瀝青基碳纖維經(jīng)電化學(xué)氧化處理后表面含氧官能團(tuán)明顯增加，以羥基為主，在氧化電流為0.7A，氧化時(shí)間為150s時(shí)，含氧官能團(tuán)增加最多，總含氧官能團(tuán)的含量提高了9.5％。結(jié)果還顯示氧化時(shí)間和氧化電流具有等效性。
　　 2.采用sol-gel法在中間相瀝青基碳纖維的表面制備了鉭、鋯涂層。運(yùn)用FT-IR對(duì)溶膠、凝膠的特征基團(tuán)進(jìn)行了分析，借助XRD、SEM、TG等研究了

3、涂層纖維的物相組成、微觀結(jié)構(gòu)、以及空氣中的氧化失重行為。結(jié)果表明：對(duì)中間相瀝青基碳纖維涂覆鋯涂層，1000℃熱處理，能在纖維表面形成連續(xù)完整、致密、無(wú)裂紋和孔隙的ZrO2涂層，涂層碳纖維起始氧化溫度對(duì)比于無(wú)涂層碳纖維提高了160℃，700℃以下無(wú)明顯失重，氧化終止溫度提高到770℃；對(duì)中間相瀝青基碳纖維涂覆鉭涂層，1600℃熱處理，二次涂層后，涂層均勻致密，無(wú)明顯孔洞，呈連續(xù)的層狀結(jié)構(gòu)，涂層厚度約為150nm，二次涂層碳纖維起始氧化溫度