ZrC纳米管对碳/碳复合材料碳织构与力学性能的影响

摘要

以碳纳米管为模板,采用热蒸发和电泳技术在碳布表面成功制备出ZrC纳米管(ZrCNTs),再通过等温化学气相渗积(ICVI)致密化ZrCNTs改性C/C复合材料.研究了不同含量ZrCNTs对C/C复合材料基体热解碳织构和力学性能的影响.结果表明:ZrCNTs改性可显著改善碳纤维与基体间的界面结合,提高界面结合强度.未改性C/C复合材料热解碳基体为高织构与低织构交替的带状织构;ZrCNTs改性后,热解碳的低织构含量降低,当ZrCNTs含量高于0.35％时,热解碳为均一的高织构.通过ZrCNTs改性,C/C复合材料的弯曲和压缩强度分别提高68％和34％.性能提升的原因在于引入ZrCNTs后,一定程度上强化了基体与纤维的界面结合,降低了裂纹宽度,改变了裂纹偏转方向.同时,纳米管在纤维之间的桥联也有利于复合材料力学性能的改善.