碳_碳复合材料力学性能的研究进展

第25卷第3期2011年5月天津化工TianjinChemicalIndustryVol.25No.3May.2011

·专论与综述·

碳/碳复合材料力学性能的研究进展

乔志军

(天津工业大学环境与化学工程学院,天津

300160)

本文综述了碳/碳复合材料力学性能的研究进展,包括碳纤维、基体炭、界面性能、制备工艺及摘要:

工艺参数等对碳/碳复合材料力学性能的影响。同时简单介绍了当今单向碳/碳复合材料力学性能的表征手段。希望对碳/碳复合材料力学性能的研究及应用提供帮助。碳/碳复合材料;力学性能;碳纤维关键词:

doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2011.03.001

中图分类号:TQ342+.74文献标志码:A文章编号:1008-1267(2011)03-0001-03

Theresearchprogressofmechanicalpropertiesincarbon/carbon

composites

QIAOZhi-jun

(SchoolofenvironmentandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Theresearchprogressofmechanicalpropertiesincarbon/carboncompositesisreviewedinthispaper,includingcarbonfiber,matrixcarbon,propertiesofinterface,preparationtechnologyandprocessparameters.ThecharacterizationmethodsofmechanicalpropertiesofC/Ccompositesaresimplyintroduced.Theresearchandapplicationofapplicationmechanicalpropertiesofcarbon/carboncompositescanprovideguidance.

Keywords:C/Ccomposites;mechanicalproperties;carbonfiber碳/碳(C/C)复合材料兼有结构材料和功能材料的独特性能,被广泛应用于航天航空等领域。碳/碳复合材料的组成元素只有一种,即碳元素。因而碳/碳复合材料具有许多碳和石墨材料的优点,如密度小,实际密度约为2.0g/cm3。其在功能上不仅满足了作为导热材料所具备的耐高温、高导热系数等特点[1],而且作为摩擦材料具有耐磨损、耐烧蚀等特点,同时作为结构材料就必须具备较高的力学性能,包括高比强、高比模、脆性小以及韧性大等,所以对碳/碳复合材料力学性能的研究尤为重要。碳/碳复合材料的力学性能与碳纤维、基体炭、界面性能、制备工艺及编织方向等[2]有关。

维。不同种类的碳纤维本身的力学性能差异很大,5μmPAN-CF的轴向拉伸强度最大,中间相沥青基碳纤维的轴向拉伸模量范围最广也最大,而人造丝基碳纤维的轴向拉伸强度和拉伸模量均很小(表1),导致所制备的碳/碳复合材料的力学性能各异。不仅碳纤维本身对碳/碳复合材料的力学性能有重要影响,蔡大勇等[3]在研究碳/碳复合材料抗折强度时,发现当碳纤维的体积分数小于8.3%时。复合材料的抗折强度,随着碳纤维体积分数的增加先升高后逐渐下降。同时研究[4]还表明,碳纤维表面存在有纵向沟槽、横向裂纹,直径不均匀等缺陷,并且纤维内部也有孔洞,对碳/碳复合材料的力学性能带来一定的影响。贺福[5]在研究层间剪切强度(interlaminarshearstrength,ILSS)时发现未经表面处理的碳纤维

收稿日期:2011-01-18

作者简介:乔志军(1985-),男,硕士研究生,主要研究领域为碳材料。

1碳纤维及界面性能对力学性能的影响

碳纤维作为碳/碳复合材料的增强相,碳纤维的种类对材料的力学性能有重要的影响。碳纤维分为人造丝基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤

2

天津化工2011年5月

的ILSS仅在50~60MPa之间,经表面处理后可提高到80MPa以上,表明界面性能对ILSS的提高很有帮助。沥青基碳纤维在臭氧氧化后,纤维表面活性官能团明显增加,纤维与基体炭之间的润湿性增强,力学性能大大提高。

表1

几种碳纤维的主要性能指标

及工艺参数等都对材料的力学性能有重要影响。在模压工艺过程中,温度和压力是影响力学性能的关

键因素[9],温度和压力的改变引起材料的密度发生变化,研究表明[10],碳/碳复合材料的力学性能随着密度的增大明显提高。而液相浸渍是碳/碳复合材料致密化的一种有效方法,经过液相浸渍后材料密度增大有利于力学性能的提高,其中温度和压力对液相浸渍的效果影响是非常重要的因素[11]。RuiyingLuo等[12]人采用ICVI(isothermalchemicalvaporinfil-tration)法制备的热解炭基碳/碳复合材料的断裂强度达到150.36MPa。加热速率、炭化压力、热处理、最终热处理温度(HTT)和加硫改性等影响沥青基一维增强碳/碳复合材料的宏观性能,其中通过改变炭化加热速率和加入硫,改变了基体炭的择优取向,从而影响碳/碳复合材料的宏观力学性能。Davies等[13]研究了不同升温时间的CVI工艺对二维碳/碳复合材料拉伸强度的影响。

纤维种类人造丝各向同性沥青中间相沥青7μmPAN5μmPAN

轴向拉伸强度/GPa轴向拉伸模量/GPa

0.25~0.70.8~1.01.4~3.93.0~5.05.1~5.8

25~4040160~965210~250280~310

2基体炭对力学性能的影响

基体炭主要有三种:树脂炭、热解炭和沥青炭。通常,树脂炭为各向同性,但也可以高度取向,取向程度依赖树脂类型和工艺条件。大多数树脂在低温下易于交联,并且在高温下很难石墨化。碳纤维与树脂炭形成的复合材料,微观结构和界面结合状态随着炭化工艺的变化都发生很大的变化,树脂在不同温度下反应机制不同,对力学性能的影响变化较大[6],而有关树脂炭在复合材料中对宏观力学性能影响的研究还很不充分。热解炭具有三种结构分别为粗糙层结构(RL)、光滑层结构(SL)、各向同性结构(ISO)。热解炭的基体结构强烈影响碳/碳复合材料的力学性能。采用热解炭制备碳/碳复合材料时,随温度的升高及C/H比的降低,基体炭的结构出现了:SL-RL-ISO的构型变化[7],所以很难得到单一结构的热解炭基的碳/碳复合材料,而几种不同结构的热解炭配合将获得具有不同力学性能的碳/碳复合材料,如RL+ISO具有高强度、高刚度,而SL+RL则具有很好的断裂韧性。沥青炭中含有杂质及喹啉不溶物较多,因此其残炭率较低,但是易石墨化,易于与PAN基碳纤维结合,而且在偏光下具有光学各向异性。将沥青炭转化为中间相沥青后,沥青残炭率增加且中间相沥青具有高的石墨取向微晶结构。中间相沥青制备的碳/碳复合材料材料具有较高的力学性能,抗弯强度达到257MPa[8],碳/碳复合材料在断裂过程中,体现出台阶式的断裂形式,但是断裂台阶较低,纤维拔出也较短。

4单向碳/碳复合材料层间力学性能的表征

根据碳纤维的不同编织方向,碳/碳复合材料大致可以分为短纤维、长纤维(单向)、2.5维和3维碳/

碳复合材料,目前对碳/碳复合材料断裂机制的研究多局限于单向或两向增强碳/碳复合材料,而本课题主要研究单向碳/碳复合材料的层间力学性能。层间力学性能是进行复合材料设计的重要参数之一,正确地表征与准确地测量有很重要的意义。对于单向碳/碳复合材料的层间力学性能的表征主要有层间拉力强度(interlaminartensilestrength,ILTS)和层间剪切强度(interlaminarshearstrength,ILSS)。对C/C复合材料而言,层间剪切强度是衡量碳纤维与基体结合、纤维层间基体内部缺陷及结构参数的重要指标。由于碳/碳复合材料内部存在许多由制备工艺诱发的微裂纹和孔洞,层间剪切性能相对更差。随着承受载荷的不断增大,层间破坏逐渐成为了C/C复合材料的主要破坏方式。关于层间剪切强度的测试,近年来,已研究了数种测试单向纤维和叠层纤维增强复合材料的方法,如轨道剪切测试方法、Iosipescu剪切测试方法、短棒弯曲剪切测试方法、横梁测试方法、空管扭力剪切测试方法、非轴向拉伸剪切测试方法、双缺口压缩剪切测试方法等[14]。

而在单向碳/碳复合材料层间力学性能的研究

(下转第7页)

3制备工艺及工艺参数对力学性能的研究

制备碳/碳复合材料的工艺过程、致密化过程以

第25卷第3期梁淑美:离子液体在固相微萃取中的应用进展

7

[9]López-DariasJ,etal.Utilizationofabenzylfunctionalizedpolym-ericionicliquidforthesensitivedeterminationofpolycyclicaroma-tichydrocarbons;parabensandalkylphenolsinwatersusingsolid-phasemicroextractioncoupledtogaschromatography-flameioniz-ationdetection[J].J.Chromatogr.A,2010,1217(46):7189-7197.[10]WanigasekaraE,etal.Bondedionicliquidpolymericmaterialforso-lid-phasemicroextractionGCanalysis[J].Anal.BioanalyticalChem.,2010,396(1):511-524.

[11]ZhaoqichaoandAndersonJL.SelectiveextractionofCO2fromsimu-latedfluegasusingpolymericionicliquidsorbentcoatingsinsolid-phasemicroextractiongaschromatography[J].J.Chromatogr.A,2010,1217(27):4517-4522.

[12]PinoV,BaltazarQQandAndersonJL.Examinationofanalytepartiti-oningtomonocationicanddicationicimidazolium-basedionicliquidaggregatesusingsolid-phasemicroextraction-gaschromatography[J].J.Chromatogr.A,2007,1148(1):92-99.

[13]BowersJ,CraigP,etal.AggregationBehaviorofAqueousSolutionsof

IonicLiquids[J].Langmuir,2004,20(6):2191-2198.

[14]BaltazarQQ,etal.Interfacialandmicellarpropertiesofimidazo-lium-basedmonocationicanddicationicionicliquids[J].ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects,2007,302(1-3):150-156.

[15]Yaocong,PinoVandAndersonJL.Utilizationofsolid-phasemicroe-xtraction-high-performanceliquidchromatographyinthedetermina-tionofaromaticanalytepartitioningtoimidazolium-basedionicliq-uidmicelles[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(6):948-955.

[16]PinoV,AndersonJL,etal.Theionicliquid1-hexadecyl-3-methyl-imidazoliumbromideasnovelextractingsystemforpolycyclicarom-atichydrocarbonscontainedinsedimentsusingfocusedmicrowave-

assistedextraction[J].J.Chromatogr.A,2008,1182(2):145-152.[17]Guerra-AbreuL,PinoV,etal.Couplingtheextractionefficiencyof

imidazolium-basedionicliquidaggregateswithsolid-phasemicroextraction

-gas

chromatography

-mass

spectrometry:

Applicationtopolycyclicaromatichydrocarbonsinacertifiedreferencesediment[J].J.Chromatogr.A,2008,1214(1-2):23-29.[18]ShearrowAM,HarrisGA,etal.Ionicliquid-mediatedsol-gel

coatingsforcapillarymicroextraction[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(29):5449-5458.

[19]ShearrowAM,BhansaliSandMalikA.Ionicliquid-mediatedbis

[(3-methyldimethoxysilyl)propyl]polypropyleneoxide-basedpolarsol-gelcoatingsforcapillarymicroextraction[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(36):6349-6355.

[20]Liumingming,Zhouxin,etal.Innovativechemicallybondedionic

liquids-basedsol-gelcoatingsashighlyporous,stableandselectivestationaryphasesforsolidphasemicroextraction[J].Anal.Chim.Acta,2010,InPress,CorrectedProof.

[21]Yangping,LauC,etal.DirectSolid-SupportSampleLoadingfor

FastCataluminescenceDeterminationofAcetoneinHumanPlasma[J].Anal.Chem.,2007,79(22):8476-8485.

[22]Heyi,PohlJ,etal.Preparationofionicliquidbasedsolid-phase

microextractionfiberanditsapplicationtoforensicdeterminationofmethamphetamineandamphetamineinhumanurine[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(24):4824-4830.

[23]Mengyunjing,PinoVandAndersonJL.ExploitingtheVersatility

ofIonicLiquidsinSeparationScience:DeterminationofLow-VolatilityAliphaticHydrocarbonsandFattyAcidMethylEstersUsingHeadspaceSolid-PhaseMicroextractionCoupledtoGasChromatography[J].Anal.Chem.,2009,81(16):7107-7112.

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(上接第2页)

[7]SakaiM,MatsuyamaR,MiyajimaT.Thepull-outandfailureofafibe

rbundleinaCarbonfiberreinforcedcarbonmatrixcomposite[J].Carbon,2000,38(15):2123-2131.

[8]刘皓,李克智,等.微观结构对中间相沥青基炭/炭复合材料力

学性能的影响[J].无机材料学报,2007,22(5):968-975.[9]代汉达,曲建俊,庄乾兴.模压工艺对CF+G/PEEK复合材料

力学性能的影响[J].吉林大学学报,2010,40(2):457-460.[10]沈曾民,迟伟东,等.模压法制备C/C复合材料的研究[J].新型

碳材料,1999,14(3):37-42.

[11]孙乐民,李贺军,等.沥青基碳/碳复合材料常压浸渍-碳化工艺

及组织[J].机械科学与技术,2000,19(2):278-280.

[12]HuY.J,LuoR.Y,ZhangY.F,etal.Effectofpreformdensityon

densificationrateandmechanicalpropertiesofcarbon/carboncomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2010,527(3):797-801.

[13]DaviesI.J,RawlingsR.D.Mechanicalpropertiesincompressionof

CVI-densifiedporouscarbon/carboncomposite[J]CompositesScienceandTechnology,1999,59(1):97-104.

[14]熊翔,黄伯云.沥青炭基体C/C复合材料单向层间剪切性能及

破坏机理[J].中国有色金属学报,2003,13(2):377-382.

[15]EdgarL.C,BowersD,FerberMK.Theinterlaminartensileandshear

behaviorofaunidirectionalC-CComposite[J].JournalofNuclearMaterials,1996,230(3):226-232.

中,层间拉力强度的断裂机理相对简单,无剪切力,所以拉力强度的大小代表了碳纤维与基体炭之间的结合性能。Edgar等[15]对MKC-1碳纤维与中间相

沥青制备的单向碳/碳复合材料的层间拉力强度进行了表征,发现在室温与1000℃时,其ILTS的范围为2.53+0.23MPa,要远远小于ILSS(室温11.35+2.03MPa,1000℃为9.32+2.59MPa)。

参考文献:

[1]张光晋,郭全贵,刘占军,等.掺杂石墨导热性能的研究[J].新型炭

材料,2001,16(1):25-28.

[2]吴凤秋.炭/炭复合材料的力学性能及其断裂机理研究[D].长

沙:中南大学,2002.

[3]蔡大勇,李东春.纤维含量对C/C复合材料力学性能的影响[J].

炭素技术,2001,(1):16-18.

[4]孙银洁,胡胜泊,李秀涛.M40J和T300碳纤维的微结构[J].宇航

材料工艺,2010,(2):97-101.

[5]贺福.碳纤维的表面处理与复合材料的层间剪切强度[J].航空

材料学报,1994,14(4):55-61.

[6]谢旻,顾轶卓,等.碳纤维双马树脂预浸料固化过程动态力学性

能[J].复合材料学报,2010,27(4):52-58.

第25卷第3期2011年5月天津化工TianjinChemicalIndustryVol.25No.3May.2011

·专论与综述·

碳/碳复合材料力学性能的研究进展

乔志军

(天津工业大学环境与化学工程学院,天津

300160)

本文综述了碳/碳复合材料力学性能的研究进展,包括碳纤维、基体炭、界面性能、制备工艺及摘要:

工艺参数等对碳/碳复合材料力学性能的影响。同时简单介绍了当今单向碳/碳复合材料力学性能的表征手段。希望对碳/碳复合材料力学性能的研究及应用提供帮助。碳/碳复合材料;力学性能;碳纤维关键词:

doi:10.3969/j.issn.1008-1267.2011.03.001

中图分类号:TQ342+.74文献标志码:A文章编号:1008-1267(2011)03-0001-03

Theresearchprogressofmechanicalpropertiesincarbon/carbon

composites

QIAOZhi-jun

(SchoolofenvironmentandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)Abstract:Theresearchprogressofmechanicalpropertiesincarbon/carboncompositesisreviewedinthispaper,includingcarbonfiber,matrixcarbon,propertiesofinterface,preparationtechnologyandprocessparameters.ThecharacterizationmethodsofmechanicalpropertiesofC/Ccompositesaresimplyintroduced.Theresearchandapplicationofapplicationmechanicalpropertiesofcarbon/carboncompositescanprovideguidance.

Keywords:C/Ccomposites;mechanicalproperties;carbonfiber碳/碳(C/C)复合材料兼有结构材料和功能材料的独特性能,被广泛应用于航天航空等领域。碳/碳复合材料的组成元素只有一种,即碳元素。因而碳/碳复合材料具有许多碳和石墨材料的优点,如密度小,实际密度约为2.0g/cm3。其在功能上不仅满足了作为导热材料所具备的耐高温、高导热系数等特点[1],而且作为摩擦材料具有耐磨损、耐烧蚀等特点,同时作为结构材料就必须具备较高的力学性能,包括高比强、高比模、脆性小以及韧性大等,所以对碳/碳复合材料力学性能的研究尤为重要。碳/碳复合材料的力学性能与碳纤维、基体炭、界面性能、制备工艺及编织方向等[2]有关。

维。不同种类的碳纤维本身的力学性能差异很大,5μmPAN-CF的轴向拉伸强度最大,中间相沥青基碳纤维的轴向拉伸模量范围最广也最大,而人造丝基碳纤维的轴向拉伸强度和拉伸模量均很小(表1),导致所制备的碳/碳复合材料的力学性能各异。不仅碳纤维本身对碳/碳复合材料的力学性能有重要影响,蔡大勇等[3]在研究碳/碳复合材料抗折强度时,发现当碳纤维的体积分数小于8.3%时。复合材料的抗折强度,随着碳纤维体积分数的增加先升高后逐渐下降。同时研究[4]还表明,碳纤维表面存在有纵向沟槽、横向裂纹,直径不均匀等缺陷,并且纤维内部也有孔洞,对碳/碳复合材料的力学性能带来一定的影响。贺福[5]在研究层间剪切强度(interlaminarshearstrength,ILSS)时发现未经表面处理的碳纤维

收稿日期:2011-01-18

作者简介:乔志军(1985-),男,硕士研究生,主要研究领域为碳材料。

1碳纤维及界面性能对力学性能的影响

碳纤维作为碳/碳复合材料的增强相,碳纤维的种类对材料的力学性能有重要的影响。碳纤维分为人造丝基碳纤维、聚丙烯腈基碳纤维和沥青基碳纤

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天津化工2011年5月

的ILSS仅在50~60MPa之间,经表面处理后可提高到80MPa以上,表明界面性能对ILSS的提高很有帮助。沥青基碳纤维在臭氧氧化后,纤维表面活性官能团明显增加,纤维与基体炭之间的润湿性增强,力学性能大大提高。

表1

几种碳纤维的主要性能指标

及工艺参数等都对材料的力学性能有重要影响。在模压工艺过程中,温度和压力是影响力学性能的关

键因素[9],温度和压力的改变引起材料的密度发生变化,研究表明[10],碳/碳复合材料的力学性能随着密度的增大明显提高。而液相浸渍是碳/碳复合材料致密化的一种有效方法,经过液相浸渍后材料密度增大有利于力学性能的提高,其中温度和压力对液相浸渍的效果影响是非常重要的因素[11]。RuiyingLuo等[12]人采用ICVI(isothermalchemicalvaporinfil-tration)法制备的热解炭基碳/碳复合材料的断裂强度达到150.36MPa。加热速率、炭化压力、热处理、最终热处理温度(HTT)和加硫改性等影响沥青基一维增强碳/碳复合材料的宏观性能,其中通过改变炭化加热速率和加入硫,改变了基体炭的择优取向,从而影响碳/碳复合材料的宏观力学性能。Davies等[13]研究了不同升温时间的CVI工艺对二维碳/碳复合材料拉伸强度的影响。

纤维种类人造丝各向同性沥青中间相沥青7μmPAN5μmPAN

轴向拉伸强度/GPa轴向拉伸模量/GPa

0.25~0.70.8~1.01.4~3.93.0~5.05.1~5.8

25~4040160~965210~250280~310

2基体炭对力学性能的影响

基体炭主要有三种:树脂炭、热解炭和沥青炭。通常,树脂炭为各向同性,但也可以高度取向,取向程度依赖树脂类型和工艺条件。大多数树脂在低温下易于交联,并且在高温下很难石墨化。碳纤维与树脂炭形成的复合材料,微观结构和界面结合状态随着炭化工艺的变化都发生很大的变化,树脂在不同温度下反应机制不同,对力学性能的影响变化较大[6],而有关树脂炭在复合材料中对宏观力学性能影响的研究还很不充分。热解炭具有三种结构分别为粗糙层结构(RL)、光滑层结构(SL)、各向同性结构(ISO)。热解炭的基体结构强烈影响碳/碳复合材料的力学性能。采用热解炭制备碳/碳复合材料时,随温度的升高及C/H比的降低,基体炭的结构出现了:SL-RL-ISO的构型变化[7],所以很难得到单一结构的热解炭基的碳/碳复合材料,而几种不同结构的热解炭配合将获得具有不同力学性能的碳/碳复合材料,如RL+ISO具有高强度、高刚度,而SL+RL则具有很好的断裂韧性。沥青炭中含有杂质及喹啉不溶物较多,因此其残炭率较低,但是易石墨化,易于与PAN基碳纤维结合,而且在偏光下具有光学各向异性。将沥青炭转化为中间相沥青后,沥青残炭率增加且中间相沥青具有高的石墨取向微晶结构。中间相沥青制备的碳/碳复合材料材料具有较高的力学性能,抗弯强度达到257MPa[8],碳/碳复合材料在断裂过程中,体现出台阶式的断裂形式,但是断裂台阶较低,纤维拔出也较短。

4单向碳/碳复合材料层间力学性能的表征

根据碳纤维的不同编织方向,碳/碳复合材料大致可以分为短纤维、长纤维(单向)、2.5维和3维碳/

碳复合材料,目前对碳/碳复合材料断裂机制的研究多局限于单向或两向增强碳/碳复合材料,而本课题主要研究单向碳/碳复合材料的层间力学性能。层间力学性能是进行复合材料设计的重要参数之一,正确地表征与准确地测量有很重要的意义。对于单向碳/碳复合材料的层间力学性能的表征主要有层间拉力强度(interlaminartensilestrength,ILTS)和层间剪切强度(interlaminarshearstrength,ILSS)。对C/C复合材料而言,层间剪切强度是衡量碳纤维与基体结合、纤维层间基体内部缺陷及结构参数的重要指标。由于碳/碳复合材料内部存在许多由制备工艺诱发的微裂纹和孔洞,层间剪切性能相对更差。随着承受载荷的不断增大,层间破坏逐渐成为了C/C复合材料的主要破坏方式。关于层间剪切强度的测试,近年来,已研究了数种测试单向纤维和叠层纤维增强复合材料的方法,如轨道剪切测试方法、Iosipescu剪切测试方法、短棒弯曲剪切测试方法、横梁测试方法、空管扭力剪切测试方法、非轴向拉伸剪切测试方法、双缺口压缩剪切测试方法等[14]。

而在单向碳/碳复合材料层间力学性能的研究

(下转第7页)

3制备工艺及工艺参数对力学性能的研究

制备碳/碳复合材料的工艺过程、致密化过程以

第25卷第3期梁淑美:离子液体在固相微萃取中的应用进展

7

[9]López-DariasJ,etal.Utilizationofabenzylfunctionalizedpolym-ericionicliquidforthesensitivedeterminationofpolycyclicaroma-tichydrocarbons;parabensandalkylphenolsinwatersusingsolid-phasemicroextractioncoupledtogaschromatography-flameioniz-ationdetection[J].J.Chromatogr.A,2010,1217(46):7189-7197.[10]WanigasekaraE,etal.Bondedionicliquidpolymericmaterialforso-lid-phasemicroextractionGCanalysis[J].Anal.BioanalyticalChem.,2010,396(1):511-524.

[11]ZhaoqichaoandAndersonJL.SelectiveextractionofCO2fromsimu-latedfluegasusingpolymericionicliquidsorbentcoatingsinsolid-phasemicroextractiongaschromatography[J].J.Chromatogr.A,2010,1217(27):4517-4522.

[12]PinoV,BaltazarQQandAndersonJL.Examinationofanalytepartiti-oningtomonocationicanddicationicimidazolium-basedionicliquidaggregatesusingsolid-phasemicroextraction-gaschromatography[J].J.Chromatogr.A,2007,1148(1):92-99.

[13]BowersJ,CraigP,etal.AggregationBehaviorofAqueousSolutionsof

IonicLiquids[J].Langmuir,2004,20(6):2191-2198.

[14]BaltazarQQ,etal.Interfacialandmicellarpropertiesofimidazo-lium-basedmonocationicanddicationicionicliquids[J].ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects,2007,302(1-3):150-156.

[15]Yaocong,PinoVandAndersonJL.Utilizationofsolid-phasemicroe-xtraction-high-performanceliquidchromatographyinthedetermina-tionofaromaticanalytepartitioningtoimidazolium-basedionicliq-uidmicelles[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(6):948-955.

[16]PinoV,AndersonJL,etal.Theionicliquid1-hexadecyl-3-methyl-imidazoliumbromideasnovelextractingsystemforpolycyclicarom-atichydrocarbonscontainedinsedimentsusingfocusedmicrowave-

assistedextraction[J].J.Chromatogr.A,2008,1182(2):145-152.[17]Guerra-AbreuL,PinoV,etal.Couplingtheextractionefficiencyof

imidazolium-basedionicliquidaggregateswithsolid-phasemicroextraction

-gas

chromatography

-mass

spectrometry:

Applicationtopolycyclicaromatichydrocarbonsinacertifiedreferencesediment[J].J.Chromatogr.A,2008,1214(1-2):23-29.[18]ShearrowAM,HarrisGA,etal.Ionicliquid-mediatedsol-gel

coatingsforcapillarymicroextraction[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(29):5449-5458.

[19]ShearrowAM,BhansaliSandMalikA.Ionicliquid-mediatedbis

[(3-methyldimethoxysilyl)propyl]polypropyleneoxide-basedpolarsol-gelcoatingsforcapillarymicroextraction[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(36):6349-6355.

[20]Liumingming,Zhouxin,etal.Innovativechemicallybondedionic

liquids-basedsol-gelcoatingsashighlyporous,stableandselectivestationaryphasesforsolidphasemicroextraction[J].Anal.Chim.Acta,2010,InPress,CorrectedProof.

[21]Yangping,LauC,etal.DirectSolid-SupportSampleLoadingfor

FastCataluminescenceDeterminationofAcetoneinHumanPlasma[J].Anal.Chem.,2007,79(22):8476-8485.

[22]Heyi,PohlJ,etal.Preparationofionicliquidbasedsolid-phase

microextractionfiberanditsapplicationtoforensicdeterminationofmethamphetamineandamphetamineinhumanurine[J].J.Chromatogr.A,2009,1216(24):4824-4830.

[23]Mengyunjing,PinoVandAndersonJL.ExploitingtheVersatility

ofIonicLiquidsinSeparationScience:DeterminationofLow-VolatilityAliphaticHydrocarbonsandFattyAcidMethylEstersUsingHeadspaceSolid-PhaseMicroextractionCoupledtoGasChromatography[J].Anal.Chem.,2009,81(16):7107-7112.

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[7]SakaiM,MatsuyamaR,MiyajimaT.Thepull-outandfailureofafibe

rbundleinaCarbonfiberreinforcedcarbonmatrixcomposite[J].Carbon,2000,38(15):2123-2131.

[8]刘皓,李克智,等.微观结构对中间相沥青基炭/炭复合材料力

学性能的影响[J].无机材料学报,2007,22(5):968-975.[9]代汉达,曲建俊,庄乾兴.模压工艺对CF+G/PEEK复合材料

力学性能的影响[J].吉林大学学报,2010,40(2):457-460.[10]沈曾民,迟伟东,等.模压法制备C/C复合材料的研究[J].新型

碳材料,1999,14(3):37-42.

[11]孙乐民,李贺军,等.沥青基碳/碳复合材料常压浸渍-碳化工艺

及组织[J].机械科学与技术,2000,19(2):278-280.

[12]HuY.J,LuoR.Y,ZhangY.F,etal.Effectofpreformdensityon

densificationrateandmechanicalpropertiesofcarbon/carboncomposites[J].MaterialsScienceandEngineering:A,2010,527(3):797-801.

[13]DaviesI.J,RawlingsR.D.Mechanicalpropertiesincompressionof

CVI-densifiedporouscarbon/carboncomposite[J]CompositesScienceandTechnology,1999,59(1):97-104.

[14]熊翔,黄伯云.沥青炭基体C/C复合材料单向层间剪切性能及

破坏机理[J].中国有色金属学报,2003,13(2):377-382.

[15]EdgarL.C,BowersD,FerberMK.Theinterlaminartensileandshear

behaviorofaunidirectionalC-CComposite[J].JournalofNuclearMaterials,1996,230(3):226-232.

中,层间拉力强度的断裂机理相对简单,无剪切力,所以拉力强度的大小代表了碳纤维与基体炭之间的结合性能。Edgar等[15]对MKC-1碳纤维与中间相

沥青制备的单向碳/碳复合材料的层间拉力强度进行了表征,发现在室温与1000℃时,其ILTS的范围为2.53+0.23MPa,要远远小于ILSS(室温11.35+2.03MPa,1000℃为9.32+2.59MPa)。

参考文献:

[1]张光晋,郭全贵,刘占军,等.掺杂石墨导热性能的研究[J].新型炭

材料,2001,16(1):25-28.

[2]吴凤秋.炭/炭复合材料的力学性能及其断裂机理研究[D].长

沙:中南大学,2002.

[3]蔡大勇,李东春.纤维含量对C/C复合材料力学性能的影响[J].

炭素技术,2001,(1):16-18.

[4]孙银洁,胡胜泊,李秀涛.M40J和T300碳纤维的微结构[J].宇航

材料工艺,2010,(2):97-101.

[5]贺福.碳纤维的表面处理与复合材料的层间剪切强度[J].航空

材料学报,1994,14(4):55-61.

[6]谢旻,顾轶卓,等.碳纤维双马树脂预浸料固化过程动态力学性

能[J].复合材料学报,2010,27(4):52-58.


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