編號：CYYJ03771
篇名：碳微球/硼酸鎂晶須混雜增強(qiáng)碳泡沫復(fù)合材料的性能研究
作者：王斌 王恒 曹越 蘇秉堯 侯林偉 趙建偉
關(guān)鍵詞： 碳泡沫 晶須 碳微球 電磁屏蔽 力學(xué)性能
機(jī)構(gòu)： 西安工程大學(xué) 中國紡織工業(yè)聯(lián)合會功能感知纖維及異型織造技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要： 碳泡沫存在力學(xué)性能較差等問題,為改善其綜合性能,以航空領(lǐng)域的應(yīng)用需求為導(dǎo)向,以改性酚醛樹脂為碳源,空心碳質(zhì)微球?yàn)榉稚⑾?硼酸鎂晶須(Mg2B2O5w)為增強(qiáng)相,通過壓塑成型–碳化工藝制備了碳微球/Mg2B2O5w混雜增強(qiáng)碳泡沫復(fù)合材料。采用掃描電子顯微鏡、萬能試驗(yàn)機(jī)等研究了碳質(zhì)微球與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Mg2B2O5w混雜增強(qiáng)下碳泡沫的力學(xué)性能、熱氧化性能和電磁屏蔽特性。結(jié)果表明,受壓過程中,Mg2B2O5w起到裂紋偏轉(zhuǎn)作用和彎弓效應(yīng),增加了裂紋擴(kuò)展路徑,Mg2B2O5w與空心碳微球協(xié)同作用,提高了碳泡沫復(fù)合材料的抗壓縮性能;當(dāng)Mg2B2O5w質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時,復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度達(dá)11.8 MPa,較純碳泡沫提高了157%。碳泡沫復(fù)合材料在X波段的電磁屏蔽性能隨Mg2B2O5w含量的增加,亦提升明顯。Mg2B2O5w分散在基體及微球相表面,增加了復(fù)合材料內(nèi)部的孔結(jié)構(gòu),延長了電磁波的傳播路徑,增大了復(fù)合材料對電磁波的吸收;當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)8%時,復(fù)合材料的電磁屏蔽效能高達(dá)53.8 dB,較改性前提高了68%。Mg2B2O5w具有優(yōu)異的抗氧化性能,其分散在基體及微球相表面上,阻止了熱氧與基體和微球相的接觸,使復(fù)合材料的耐氧化性能提高;當(dāng)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%時,質(zhì)量損失率為24%,復(fù)合材料的耐高溫氧化性能最優(yōu),較純碳泡沫提高了12.1%。
