層狀結(jié)構(gòu)木質(zhì)陶瓷材料

第1章緒論1
1.1木質(zhì)陶瓷概述1
1.1.1木質(zhì)陶瓷的特性2
1.1.2木質(zhì)陶瓷的制備3
1.2木質(zhì)陶瓷復(fù)合材料4
1.2.1木質(zhì)陶瓷復(fù)合材料的種類4
1.2.2木質(zhì)陶瓷復(fù)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(yīng)用7
1.4木質(zhì)陶瓷的國內(nèi)外研究動態(tài)8
1.4.1木質(zhì)陶瓷的國內(nèi)外研究狀況9
1.4.2木質(zhì)陶瓷復(fù)合材料的國內(nèi)外研究狀況13
1.4.3層狀木質(zhì)陶瓷的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14
1.4.4國內(nèi)外的相關(guān)研究14
參考文獻16
第2章結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計22
2.2.4界面設(shè)計22
2.2.5結(jié)構(gòu)模型23
2.3纖維增強層狀木質(zhì)陶瓷24
2.3.1纖維/樹脂增強層狀結(jié)構(gòu)24
2.3.2碳纖維/玻璃碳增強層狀結(jié)構(gòu)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(jié)設(shè)備與工藝26
2.4.1工藝流程26
2.4.2燒結(jié)設(shè)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(jié)構(gòu)36
3.1.1光學(xué)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特征與表征方法39
3.3物相構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)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(jié)構(gòu)木質(zhì)陶瓷53
4.1制備方法53
4.1.1PF樹脂/薄木復(fù)合材料的制備53
4.1.2層狀木質(zhì)陶瓷的燒結(jié)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(fù)合壓力的影響57
4.2.5燒結(jié)溫度的影響57
4.2.6升溫速率的影響58
4.3基本結(jié)構(gòu)及物相構(gòu)成59
4.3.1基本結(jié)構(gòu)及影響因素59
4.3.2物相構(gòu)成64
4.4密度變化與孔隙結(jié)構(gòu)71
4.4.1影響因素71
4.4.2孔隙結(jié)構(gòu)及表征76
4.5體積電阻率與導(dǎo)電分析84
4.5.1體積電阻率84
4.5.2導(dǎo)電分析87
4.5.3導(dǎo)電模型88
4.6基本力學(xué)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(zhì)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(jié)溫度的影響97
4.8斷裂韌性與結(jié)構(gòu)模型98
4.8.1斷裂韌性影響因素99
4.8.2結(jié)構(gòu)模型101
參考文獻103
第5章碳纖維增強層狀結(jié)構(gòu)木質(zhì)陶瓷106
5.1概述106
5.2基本結(jié)構(gòu)與技術(shù)路線106
5.2.1增強型層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計106
5.2.2技術(shù)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(jié)構(gòu)115
5.4增強型層狀木質(zhì)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(fù)合與燒結(jié)工藝121
5.5增強型層狀木質(zhì)陶瓷的基本結(jié)構(gòu)122
5.5.1層狀結(jié)構(gòu)122
5.5.2微觀結(jié)構(gòu)123
5.5.3界面結(jié)構(gòu)123
5.6基本力學(xué)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(jié)構(gòu)與力學(xué)行為分析133
6.1界面結(jié)構(gòu)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(gòu)成與演變135
6.2界面結(jié)構(gòu)模型與數(shù)字模擬138
6.2.1界面結(jié)構(gòu)模型138
6.2.2數(shù)字模擬139
6.3力學(xué)行為分析140
6.3.1基于層狀結(jié)構(gòu)的斷裂行為140
6.3.2薄木基層狀結(jié)構(gòu)木質(zhì)陶瓷的斷裂行為141
6.3.3纖維增強層狀結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)復(fù)合木質(zhì)陶瓷150
7.1木基SiC/C層狀復(fù)合材料150
7.1.1制備基礎(chǔ)150
7.1.2制備方法151
7.1.3反應(yīng)原理151
7.1.4性能檢測152
7.2木基SiO2/SiC/C層狀復(fù)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(zhì)陶瓷156
7.3.1TiC/C木質(zhì)陶瓷156
7.3.2TiN/C木質(zhì)陶瓷156
參考文獻159
致謝161