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连续sic纤维表面镀镍的工艺设计与组织优化【字数:9998】

2022-12-17 18:26编辑: www.jxszl.com景先生毕设
随着国家间竞争不断激烈,其实质就是各国之间科技实力和创新能力的竞争,特别是以航空航天为代表的高精尖技术发展迅速,这些领域对特殊材料的要求也在不断增加,尤其是高强度、低密度、耐高温材料需求较多。SiC纤维其自身具有独特的属性特征,这种纤维的硬度高,密度小、热膨胀系数较低,即使是处于高温高压的环境下,依然能保持较好的稳定性,同时具有耐热性强和抗氧化性好等优势,其卓越的性能逐渐受到国内外许多科研人员的密切关注。SiC纤维是上世纪80年代研发的最具有优势的增强纤维,近几年引领新型无机复合材料的发展方向。SiC纤维可广泛应用于高性能的复合材料,也是科研单位长期开发和研究的方向。本课题针对纤维增强材料的增强体SiC纤维进行表面处理,改善其表面特性,获得更好的纤维-基体结合界面。
目录
第1章 绪论 1
1.1 课题研究的目的和意义 1
1.2 碳化硅纤维 1
1.2.1碳化硅纤维的研究进展 1
1.2.2碳化硅纤维的应用 1
1.3 化学镀镍的研究进程 3
1.3.1 化学镀镍的概况 3
1.3.2 化学镀液的成分 3
1.3.3 化学镀镍的原理及特点 3
1.3.4 化学镀技术在非金属上的应用 3
1.4 本文主要研究内容 3
第2章 实验材料与方法 4
2.1 实验材料及器材 4
2.2 实验过程设计 5
2.3 本章小结 6
第3章 碳化硅纤维表面化学镀镍的工艺研究 7
3.1 未镀镍碳化硅纤维的微结构表征 7
3.2 对不同无钯活化液配方的探索 8
3.3 碳化硅纤维化学镀镀液温度和保温时间的探索 9
3.4 本章小结 12
结 论 13
参考文献 14
致 谢 16
第1章 绪论
课题研究的目的和意义
21世纪社会经济实力的不断发展推动了我们科技水平的不断提高,进一步刺激了新材料的研发。碳化硅纤维作为一种增强陶瓷纤维,和我国传统的碳纤维材料比起来,具有了许多明显的优势,例如其优秀的耐腐蚀、高强度和高 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072¥ 
模量,同时能够抵抗高温氧化,具有较好的应用前景[1]。可以当作耐高温、增强材料等符合材料使用,能够在特定酸碱环境汇总使用。可以预见的是,这种材料在不久的未来,一定会具有很好的使用价值和发展前景。由于其具有良好的耐高温性,可广泛应用于工业高温炉相对稳定的加固。本文研究主要集中在碳化硅纤维表面化学镀镍相关工艺参数对其表面镀层的影响。
1.2 碳化硅纤维
1.2.1碳化硅纤维的研究进展
碳化硅纤维是一种新型无机陶瓷纤维,其内部基于β碳化硅结构形成高稳定性特征,以有机硅化合物通过纺丝,碳化、气相沉积进行备制[2]。具有较强的耐高温性,可在高达1200度环境下适用。与传统材料碳纤维相比,它的优势一方面表现在它的优越的耐热性和抗氧化上。另一方面,通过多次试验,我们发现碳化硅纤维即使是处在高温环境中,依然能保持它自身原本的较高的强度,维持在常态的80%以上[3]。连续碳化硅纤维是通过用碳化硅涂覆钨丝获取纯碳化硅长丝;或基于碳化硅纤维的芯线实现[4]。碳化硅纤维以上的优势属性特征,被广泛用作层状复合材料的增强材料,提升其性能参数。在应用方面需要基于创新制备工艺来获取低廉高性能的碳化硅纤维,是未来我们科研进步和创新不可缺少的关键一环[5]。目前,为了制备出适用的纤维,我国主要采用化学气相沉积法、前驱转化法、挤出活性炭纤维转化法[6]来制备。
1.2.2碳化硅纤维的应用
SiC纤维力学性能优势明显,可在工程领域推广使用,将其用于增强体制备的复合材料。可以在化工、航空航天、军工中使用,军事卫星。所述配备军用飞机类似于在宽范围内[7]所使用的设备。通过使用碳化硅纤维制备的军事壳体或弹体马达强化复合材料可提高性能和调节其质量。应用于造船业可以增加负荷并减轻体重[7]。更重要的是,他能抵抗化学腐蚀等危害,延长使用时间,节省材料,降低维护成本。碳化硅纤维也可用于运输,可以延长航空领域中发动机寿命[8]
1.2.1.3表面改性的目的与方法
纤维的表面改性重点改善其表面活性、粗糙度,提升其与基质界面处,增加其剪切强度[9]。同时进行表面处理,来清理其表面的污垢,从而提高了碳化硅纤维和基片之间的润湿性,由此导致面积增加和引入所需的离子基团。结合化学键增强结合强度[10]。改善碳化硅表面和材料之间的粘合功能的使用改善的表面的碳化硅纤维的是今天的研究的主要焦点和是提高碳化硅和矩阵结核病的条件的必要手段。
有碳化硅纤维许多共同的整改措施,并在表面改性的目的也非常众多。的表面改性方法,可以选择和表面改性的具体系数可以用来实现改性的目的,碳化。在修改所述硅纤维的表面的过程中,纤维的机械性能,应确保,并且纤维不应该被降低显著,其可以通过表面改性的程度来控制。
常见的表面改性方法[11,12]。
1、电解法
在电解过程中,纤维一般用作正电极,并且在电解过程中形成纤维的表面上的氧化蚀刻。电解方法可以改善垂直层叠体的剪切强度,保持原纤维的性能,因此,属于相对连续快速的方法。
2、电引发聚合
3、催化法
这种一边是连续的表面处理的进度相对快速和卓有成效的。此外,用于催化方法所需的仪器是比较简单的,所以相对而言可以更方便地进行工业化制造。
4、化学气相沉积法(CVD)
这种方法的主要内容是,当环境处于高温状态时,将纤维放置于还原性或惰性气氛中,借此我们可以实现裂解烃类或卤化物的目的[13]。通过该种方法,我们能在提高材料层间剪切本能的同时,还能大幅度地改善纤维材料的高温氧化性能。
5、等离子体处理
在金属表面处理和塑料的表面处理,等离子表面改性技术的情况下主要使用。在整个过程中,它主要依赖于高速电子。当纤维和等离子体触摸时,表面会氧化。形成相应的组。此外,周围电子、离子、中性粒子间碰撞形成表面蚀刻,有利于增加其表面粗糙度。

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