層狀結構木質陶瓷材料

第1章緒論1
1.1木質陶瓷概述1
1.1.1木質陶瓷的特性2
1.1.2木質陶瓷的制備3
1.2木質陶瓷復合材料4
1.2.1木質陶瓷復合材料的種類4
1.2.2木質陶瓷復合材料的合成工藝5
1.3層狀陶瓷材料6
1.3.1層狀陶瓷材料的特性6
1.3.2層狀陶瓷材料的制備6
1.3.3層狀陶瓷材料的應用7
1.4木質陶瓷的國內(nèi)外研究動態(tài)8
1.4.1木質陶瓷的國內(nèi)外研究狀況9
1.4.2木質陶瓷復合材料的國內(nèi)外研究狀況13
1.4.3層狀木質陶瓷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
1.4.4國內(nèi)外的相關研究14
參考文獻16
第2章結構設計與工藝選擇20
2.1層狀陶瓷的增韌機理20
2.2薄木基層狀木質陶瓷的結構設計21
2.2.1基體材料21
2.2.2界面分隔材料21
2.2.3基本結構設計22
2.2.4界面設計22
2.2.5結構模型23
2.3纖維增強層狀木質陶瓷24
2.3.1纖維/樹脂增強層狀結構24
2.3.2碳纖維/玻璃碳增強層狀結構24
2.3.3基材的選擇25
2.3.4增強纖維的選擇25
2.3.5熱固性樹脂的選擇26
2.4燒結設備與工藝26
2.4.1工藝流程26
2.4.2燒結設備29
2.5工藝優(yōu)化與方法31
2.5.1工藝優(yōu)化31
2.5.2常用工藝優(yōu)化方法31
參考文獻34
第3章性能測試與表征方法36
3.1基本結構36
3.1.1光學顯微鏡觀測36
3.1.2電子顯微鏡觀測36
3.2密度、體積收縮率、碳得率、孔隙結構測試37
3.2.1密度變化與顯氣孔率37
3.2.2體積收縮率與碳得率38
3.2.3孔隙結構特征與表征方法39
3.3物相構成42
3.3.1X射線衍射分析42
3.3.2拉曼光譜分析44
3.3.3紅外光譜分析44
3.4界面結構45
3.4.1高分辨率透射電鏡觀測45
3.4.2X射線光電子能譜分析46
3.5力學性能測試47
3.5.1抗彎強度47
3.5.2抗壓強度47
3.5.3拉伸強度47
3.5.4斷裂韌性48
3.5.5摩擦性能49
3.6體積電阻率測試50
3.6.1萬用表測試法50
3.6.2四探針測試法50
參考文獻51
第4章薄木基層狀結構木質陶瓷53
4.1制備方法53
4.1.1PF樹脂/薄木復合材料的制備53
4.1.2層狀木質陶瓷的燒結54
4.2體積收縮率與碳得率54
4.2.1樹脂含量的影響54
4.2.2組坯方式的影響55
4.2.3薄木厚度的影響56
4.2.4復合壓力的影響57
4.2.5燒結溫度的影響57
4.2.6升溫速率的影響58
4.3基本結構及物相構成59
4.3.1基本結構及影響因素59
4.3.2物相構成64
4.4密度變化與孔隙結構71
4.4.1影響因素71
4.4.2孔隙結構及表征76
4.5體積電阻率與導電分析84
4.5.1體積電阻率84
4.5.2導電分析87
4.5.3導電模型88
4.6基本力學性能與分析88
4.6.1抗彎強度及影響因素88
4.6.2抗壓強度及影響因素91
4.6.3摩擦力92
4.6.4黏附力93
4.6.5質量磨損95
4.6.6摩擦系數(shù)96
4.7摩擦界面分析97
4.7.1樹脂含量的影響97
4.7.2燒結溫度的影響97
4.8斷裂韌性與結構模型98
4.8.1斷裂韌性影響因素99
4.8.2結構模型101
參考文獻103
第5章碳纖維增強層狀結構木質陶瓷106
5.1概述106
5.2基本結構與技術路線106
5.2.1增強型層狀結構設計106
5.2.2技術路線107
5.3基體材料的準備107
5.3.1液化木材的準備107
5.3.2單片基體材料的制備107
5.3.3基本性能與影響因素109
5.3.4工藝因素對抗彎強度的影響111
5.3.5制備工藝優(yōu)化112
5.3.6工藝因素與基本結構115
5.4增強型層狀木質陶瓷的制備120
5.4.1玻璃碳源的選擇與制備120
5.4.2增強纖維的選擇與處理120
5.4.3復合與燒結工藝121
5.5增強型層狀木質陶瓷的基本結構122
5.5.1層狀結構122
5.5.2微觀結構123
5.5.3界面結構123
5.6基本力學性能125
5.6.1抗彎強度與彈性模量126
5.6.2抗壓強度126
5.6.3抗拉強度127
5.6.4斷裂韌性128
5.6.5摩擦性能129
參考文獻131
第6章界面結構與力學行為分析133
6.1界面結構133
6.1.1基體中的界面133
6.1.2增強材料與基體間的界面135
6.1.3界面區(qū)物相構成與演變135
6.2界面結構模型與數(shù)字模擬138
6.2.1界面結構模型138
6.2.2數(shù)字模擬139
6.3力學行為分析140
6.3.1基于層狀結構的斷裂行為140
6.3.2薄木基層狀結構木質陶瓷的斷裂行為141
6.3.3纖維增強層狀結構的斷裂行為143
6.3.4斷裂行為分析147
參考文獻148
第7章碳基層狀結構復合木質陶瓷150
7.1木基SiC/C層狀復合材料150
7.1.1制備基礎150
7.1.2制備方法151
7.1.3反應原理151
7.1.4性能檢測152
7.2木基SiO2/SiC/C層狀復合材料153
7.2.1制備方法154
7.2.2性能分析154
7.3碳基金屬木質陶瓷156
7.3.1TiC/C木質陶瓷156
7.3.2TiN/C木質陶瓷156
參考文獻159
致謝161