碳/碳復(fù)合材料中的微區(qū)結(jié)構(gòu)和性能的研究*

景介輝，黃玉東，劉 麗，姜再興

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001;2.黑龍江科技學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027）

碳/碳復(fù)合材料中的微區(qū)結(jié)構(gòu)和性能的研究*

景介輝1，2，黃玉東1**，劉 麗1，姜再興1

（1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150001;2.黑龍江科技學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150027）

實驗以Raman光譜、原位納米力學(xué)測試、偏光顯微鏡和掃描電鏡（SEM）對碳/碳復(fù)合材料不同微區(qū)的結(jié)構(gòu)和性能進行研究，實驗結(jié)果表明：碳/碳復(fù)合材料不同微區(qū)的結(jié)構(gòu)和性能存在明顯的差異性，不同微區(qū)的石墨化程度是沿著相鄰纖維中心徑向逐步增強，至纖維間的碳基體最高；碳基體以片層狀結(jié)構(gòu)沿纖維表面取向，呈同心圓環(huán)狀，其光學(xué)各向異性遠高于纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用微納米力學(xué)原位測試技術(shù)得到纖維表面的摩擦系數(shù)遠低于基體的摩擦系數(shù)。

碳/碳復(fù)合材料；Raman光譜；SEM；納米劃痕

前 言

碳/碳復(fù)合材料是碳纖維增強碳基體的一種高性能先進復(fù)合材料，具有密度低、熱膨脹系數(shù)小、高溫力學(xué)性能優(yōu)異、抗熱震和耐高溫?zé)g性能等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于國防戰(zhàn)略武器裝備、航天航空和民用等領(lǐng)域，并發(fā)揮著越來越重要的作用[1～3]。在碳/碳復(fù)合材料中存在多組元結(jié)構(gòu)，包括纖維、基體、纖維/基體界面層、纖維束/基體界面層和各種缺陷等，對碳/碳復(fù)合材料的性能有著極其重要的影響，尤其是纖維束內(nèi)的纖維、基體和纖維/基體界面層作為碳/碳復(fù)合材料的重要組成部分，對其結(jié)構(gòu)和性能的研究對于改善碳/碳復(fù)合材料的綜合性能有著重要的意義。……