炭纖維及樹(shù)脂對(duì)C-C-SiC摩擦材料性能的影響.pdf

1、由于具有密度低、耐腐蝕、抗氧化性好、優(yōu)異的摩擦磨損性能等優(yōu)點(diǎn)，C/C-SiC復(fù)合材料作為最新一代的摩擦材料具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文結(jié)合課題組前期已有的研究成果，采用周期短、成本低的溫壓.原位反應(yīng)法制備C/C-SiC，研究了硅化及熱處理對(duì)纖維結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度的影響，樹(shù)脂的熱分解過(guò)程和不同短纖維和樹(shù)脂對(duì)C/C-SiC力學(xué)和摩擦磨損性能的影響。結(jié)果表明：
　　 (1)HTA炭纖維硅化處理后拉伸強(qiáng)度由處理前的3.15GPa下降到0.32GP

2、a。320K預(yù)氧絲熱處理后表面粗糙度降低較多，強(qiáng)度由處理前的0.26GPa提高到處理后的1.62GPa。
　　 (2)硼改性酚醛樹(shù)脂850℃炭化后殘?zhí)悸蕿?4％，線(xiàn)收縮和體積收縮分別為14.6％和37.9％，該樹(shù)脂在室溫～200℃和500～700℃兩階段熱失重速率較大。無(wú)機(jī)納米改性酚醛樹(shù)脂850℃炭化后殘?zhí)悸蕿?8％，線(xiàn)收縮和體積收縮分別為23.4％和48.4％，該樹(shù)脂在350～700℃階段熱失重速率較大。
　　 (3)

3、不同纖維增強(qiáng)的C/C-SiC試樣中，T700增強(qiáng)的材料的力學(xué)性能較好，其抗壓強(qiáng)度隨纖維體積含量的增加先增后減，其垂直、平行抗壓強(qiáng)度在含量為10％時(shí)有最大值75.44MPa、58.14MPa；沖擊強(qiáng)度隨著纖維含量的增加而增加，在23％時(shí)有最大值為1.74 KJ/m2。預(yù)氧絲增強(qiáng)的C/C-SiC試樣的垂直抗壓強(qiáng)度表現(xiàn)為先增后減，在10％時(shí)有最大值49.34MPa，而平行抗壓強(qiáng)度逐漸降低，在8％有最大值49.34MPa；沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)先增后降，

4、在15％有最大值1.50KJ/m2。
　　 (4)不同樹(shù)脂做粘結(jié)劑制備的C/C-SiC試樣中，樹(shù)脂含量較低時(shí)，硼改性樹(shù)脂做粘結(jié)劑制備的材料的抗壓強(qiáng)度較高，沖擊強(qiáng)度較低。硼改性樹(shù)脂做粘結(jié)劑制備的材料的抗壓強(qiáng)度隨樹(shù)脂含量的增加而減小，垂直、平行抗壓強(qiáng)度在22.5％時(shí)有最大值86.18MPa、64.77MPa；沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)為先增后降，在37.5％有最大值1.80KJ/m2。無(wú)機(jī)納米改性樹(shù)脂做粘結(jié)劑制備的試樣的抗壓強(qiáng)度隨著樹(shù)脂含量的增加

5、先增后減，其垂直、平行抗壓強(qiáng)度在37.5％時(shí)有最大值84.07MPa，71.1 MPa，沖擊強(qiáng)度表現(xiàn)為逐漸下降，在22.5％有最大值1.95 KJ/m2。
　　 (5)不同纖維增強(qiáng)的C/C-SiC試樣中，T700增強(qiáng)的試樣的摩擦系數(shù)在0.50～0.73范圍內(nèi)，纖維含量為10％的試樣的摩擦系數(shù)波動(dòng)較大，23％含量的試樣的摩擦系數(shù)的波動(dòng)較小；纖維含量為10％的試樣的磨損率在0.17～19.2x×0-7·cm3·N-1·m-1內(nèi)波動(dòng)；

6、纖維含量為23％的試樣的磨損率在0.7～0.81×10-7·cm3·N-1·m-1內(nèi)波動(dòng)。預(yù)氧絲增強(qiáng)的試樣的摩擦系數(shù)在0.54～0.72范圍內(nèi)，纖維含量為23％的試樣的摩擦系數(shù)較小且波動(dòng)較小；預(yù)氧絲含量為15％的試樣的磨損率在0.46～1.09×10-7·cm3·N-1·m-1內(nèi)變化，波動(dòng)較小；而10％的試樣的磨損率在0.66～16.67×10-7·cm3·N-1·m-1呈正弦波動(dòng)，波動(dòng)較大。整體來(lái)看，預(yù)氧絲增強(qiáng)的材料的摩擦系數(shù)和磨損率

7、較大。
　　 (6)不同樹(shù)脂做粘結(jié)劑制備的C/C-SiC試樣中，硼改性樹(shù)脂制備的試樣的摩擦系數(shù)在0.50～0.72范圍內(nèi)，40％樹(shù)脂含量的試樣的摩擦系數(shù)波動(dòng)較?。?2.5％樹(shù)脂含量的試樣的磨損率在0.42～21.76×10-7·cm3·N-1·m-1范圍變化，波動(dòng)較大，30％樹(shù)脂含量的試樣的磨損率在0.7～0.8×10-7·cm3·N-1·m-1范圍變化，波動(dòng)較小。無(wú)機(jī)納米改性的樹(shù)脂制備的試樣的摩擦系數(shù)在0.56～0.78范圍內(nèi)