电泳沉积CNTs掺杂C/C复合材料的微观组织与弯曲性能

来源期刊：无机材料学报2016年第2期

论文作者：齐乐华 舒扬 李贺军 黎云玉 马海丽 宋强

文章页码：201 - 206

关键词：C/C复合材料;电泳沉积;碳纳米管;微观组织;弯曲性能;

摘    要：采用电泳沉积(EPD)在1k碳布表面均匀加载了碳纳米管(CNTs),借助化学气相沉积(CVD)致密化碳布叠层预制体,制备了EPD CNTs掺杂的二维(2D)碳/碳(C/C)复合材料。研究了EPD CNTs对2D C/C复合材料致密化过程、微观组织和弯曲性能的影响。研究结果表明:EPD CNTs在碳纤维表面呈现平面内高密度、杂乱取向分布特征,该形貌CNTs降低了热解炭在碳纤维预制体内的沉积速率,诱导了高石墨微晶堆垛高度(Lc)、低(002)晶面面内方向上的沉积有序度(La)热解炭的形成;EPD CNTs的掺杂可提高C/C复合材料的弯曲强度和模量:当CNTs含量为0.74wt%时,复合材料弯曲强度和模量可达150.83 MPa和23.44 GPa,比纯C/C复合材料提高了31.4%和13.9%;继续提高CNTs含量,复合材料弯曲强度降低,这与过高含量EPD CNTs导致复合材料密度降低有关;同时,EPD CNTs的掺杂使得C/C复合材料断裂模式由脆性断裂转变为假塑性断裂,复合材料断裂塑性的提高是由于EPD CNTs造成的碳基体结构的变化以及碳纤维的大量拔出。