C-C復(fù)合材料用膠粘劑的制備及其粘接性能的研究.pdf

1、細編穿刺C/C復(fù)合材料是一種新型耐高溫材料，具有重量輕、模量高、比強度大、熱膨脹系數(shù)低和吸振性好等一系列優(yōu)異性能，因此是航天飛機、洲際導(dǎo)彈端頭材料的最佳選擇之一。由于細編穿刺C/C復(fù)合材料的制造特點和應(yīng)用部位大多結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，并處于高溫和振動環(huán)境中，以及貯存過程中受到各種環(huán)境長期破壞性的影響。采用膠接技術(shù)進行連接，不僅可以滿足粘接接頭耐熱性能和耐久性能的技術(shù)要求，而且還可以減輕結(jié)構(gòu)重量并簡化制造工藝。據(jù)此，本文制備了一種用于 C

2、/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)粘接的130℃固化單組分耐高溫膠粘劑，并對其粘接性能進行了研究。
　　本文通過合成有機硅改性酚醛樹脂、酚醛樹脂封端的有機硅改性石棉和混煉丁腈橡膠，以及研究固化促進劑對酚醛樹脂固化溫度、粘接強度和耐熱性能的影響，最終制備了C/C復(fù)合材料結(jié)構(gòu)粘接用130℃固化單組分耐高溫膠粘劑，并研究了這種膠粘劑玻璃化溫度、交聯(lián)密度、彈性模量與固化行為之間的關(guān)系，以及膠粘劑的貯存性能和熱分解行為與機理。計算了膠粘劑在細編穿刺C/C復(fù)合

3、材料表面的浸潤時間。研究了膠粘劑在不同溫度和不同粘接方向上粘接細編穿刺C/C復(fù)合材料剪切強度的變化規(guī)律。利用X射線能譜和掃描電子顯微鏡，分析了粘接接頭在不同溫度下和模擬環(huán)境下，表界面微觀形貌、元素組成和破壞形式的變化行為。還研究了粘接接頭熱老化行為及其時溫等效性關(guān)系。利用X射線能譜、掃描電子顯微鏡和X射線光電子能譜等方法分析了細編穿刺C/C復(fù)合材料經(jīng)不同表面處理方法處理后，表界面微觀形貌、元素組成和C-O、C=O、C-Si等官能團的變化

4、行為。研究了細編穿刺C/C復(fù)合材料經(jīng)不同表面處理方法處理后粘接接頭在濕熱老化條件下，剪切強度、吸水率、玻璃化溫度、表界面微觀形貌、元素組成和破壞形式等的變化行。研究了鹽霧老化條件下粘接接頭剪切強度的變化規(guī)律，揭示了鹽霧老化的破壞作用要比濕熱老化更為劇烈這一規(guī)律。確立了濕熱老化條件下粘接接頭剪切強度和吸水率的相關(guān)系數(shù)，計算了濕熱老化條件下水分在粘接接頭的擴散系數(shù)和擴散動力學(xué)，以及不同表面處理方法對水分擴散系數(shù)和擴散動力學(xué)的影響。推導(dǎo)出了粘