文档介绍：洌澎硬论文答辩日期翌型:丝:三博士学位论文疌复合材料的导热性能研究作者姓名:学科专业:学院怠⑺:指导教师:陈洁材料科学与工程粉末冶金研究院熊翔教授分类号密级/答辩委员会主席中南大学年月
日期:珥年上月上日作者签名:隆:サ际η┟逝湟钊掌冢憾郧鹉甑┰峦寥原创性声明作者签名:卫坠学位论文版权使用授权书本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。
摘要本文在大量实验研究和理论分析的基础上,设计和制备了单向疌复合材料,系统、深入的研究了疌复合材料的导热性能,及其与微观组织结构的关系,并对一维和二维疌复合材料的导热系数进行了模拟和预测,为疌复合材料的研究和热结构设计提供了指南。以单向长纤维预制体为研究对象,简化研究对象的影响因数,系统研究疌复合材料主要结构特征对其导热率的影响规律,从以下几个方面探讨了疌复合材料的微观导热机理:致哿讼宋慷圆牧系既刃阅艿挠跋旃媛伞致哿巳却硖跫圆牧系既刃阅艿挠跋旃媛伞治隽薈/春喜牧洗邮椅。既认凳谋浠媛杉盎怼游⒐劢峁钩龇ⅲ直鹧芯苛巳冉馓光滑层、粗糙层⑹髦俊中间相沥青炭基疌复合材料导热性能。ü訲三种肯宋形⒐劢峁辜靶能分析,讨论了不同类型炭纤维疌复合材料的导热性能。立足于国内可以获得的炭纤维、基体炭原材料,合理优化技术途径以提高疌复合材料的热传导性能。主要从炭纤维和基体炭的改性出发,研究炭纤维和基体炭内部石墨微晶结构优化控制技术,以预制体经硼酸浸泡后分别进行高温预石墨化,利用硼的催化石墨化特性,改善炭纤维的可石墨化能力,提高炭纤维的微晶取向度,从而提高复合材料中增强体炭纤维的导热性能。硼酸的催化作用同纤维表面的活性点,促进热解炭的有序沉积;另一方面,调整了炭纤维与热解炭的界面结合状态,使近炭纤维处形成了明显的过渡层结构,减少界面热阻的存在,从而提高复合材料基体炭和界面的导热维方向的导热系数提高了倍。⑻肯宋砻嫔つ擅滋脊芨男一方面,利用炭纤维表面所生长的纳米碳管诱导冉馓吭及纤维/基体界面热阻的改善:鹚岫蕴肯宋男时还使炭纤维表面状态得到相应改善,一方面在讨心茉黾性能。经硼酸改性后,平行纤维方向导热系数提高倍,垂直纤博士学位论文
炭纤维表面的定向沉积,提高基体热解炭的微晶取向度,从而提高了基体的导热性能;另一方面,炭纤维表面生长纳米碳管的存在,可大大改善了炭纤维与基体炭的结合状态,从而减少复合材料中的界面热阻;同时,特殊结构纳米碳管的存在本身也为界面提供了高效导热通道。纤维表面生长适量纳米碳管后,平行纤维方向导热系数提高叮怪毕宋较虻牡既认凳岣吡私倍。逯刑砑幽擅滋脊在材料基体树脂中添加多壁纳米碳管,利用基体中存在的多壁纳米碳管诱导树脂在热处理过程的炭化、石墨化,提高基体的可石墨化能力,增大基体炭的微晶尺寸,从而提高整个疌复合材料的导热性能。树脂中添加适量纳米碳管后,平行纤维方向的导热系数提高了约%,垂直纤维方向的导热系数提高了近丁根据基础研究分析,建立了单向疌复合材料的微观导热模型,对基体结构中的孔隙、裂纹等缺陷进行了具体的分析和归类,充分考虑了孔隙、裂纹等缺陷等对材料垂直炭纤维方向导热系数的影响,将复合材料的导热与微观结构进行了关联模拟,并得到了很好的验证。另外,在一维复合材料导热模型的基础上,对二维复合材料的导热系数进行了一定的推导与预测,可望为疌复合材料热设计提供相应的理论依据。关键词疌复合材料;微观结构;石墨化度;界面;纳米碳管;导热系数;缺陷;模型博士学位论文摘要
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