凝胶-注模成型技术制备碳纤维/HA复合材料的研究

摘要

本文研究了p H值、分散剂、有机单体和碳纤维含量对碳纤维/HA陶瓷浆料粘度的影响,观察了复相陶瓷浆料的凝胶固化过程,研究了烧结温度和碳纤维含量对复合材料烧结密度、抗弯强度和断裂韧性的影响。研究结果表明:当p H=9、有机单体含量为10wt%、分散剂含量为5wt%、固相含量为50wt%的碳纤维/HA陶瓷浆料具有良好的分散性。随引发剂、催化剂含量的增加,复相陶瓷浆料的凝胶固化时间缩短。复合材料的烧结密度、抗弯强度和断裂韧性均随烧结温度的升高而升高。复合材料的抗弯强度和断裂韧性均随着碳纤维含量的增加呈现先增加而后降低趋势。当碳纤维含量为2wt%和2.5wt%时,凝胶注模成型所制备的复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为80.6 MPa和1.87 MPa·m1/2,较干压成型样品提高了24.9%和19.8%。