一、碳布复合材料力学性能研究（论文文献综述）
李莹新[1]（2021）在《耐200℃缠绕成型聚三唑复合材料应用基础研究》文中研究指明壳体是固体火箭发动机的一个关键构件,在工作中承受力、热等复杂载荷的作用,同时壳体应具有较小的重量。先进树脂基复合材料具有高比强度、高比刚度、可设计性、耐疲劳、抗冲击等优点,缠绕成型的碳纤维增强环氧树脂基复合材料能够满足固体火箭发动机壳体高强度、轻量化的需求,已在高性能火箭发动机上得到广泛应用。但环氧树脂的耐热性较低,难以满足新型发动机壳体耐高温的使用需求。常见的耐热型基体树脂如氰酸酯树脂、双马来酰亚胺树脂等通常需要较高的固化温度,限制了其在缠绕工艺中的应用。针对固体火箭发动机壳体对耐高温缠绕复合材料的需求,本文开展了先进耐高温树脂PTA5型聚三唑树脂及其复合材料的性能研究,探索了缠绕成型PTA5型聚三唑树脂复合材料在200 oC温度应用的可行性。本文首先进行了PTA5型聚三唑树脂的结构表征和特性分析。利用分子量测试结合红外光谱分析表征了PTA5型聚三唑树脂的组成结构;将流变测试、DSC测试及二维红外光谱测试结合起来探究了PTA5型聚三唑树脂的固化机理;通过PTA5型聚三唑树脂固化物的TG分析,研究了其耐热性;初步确定了树脂的固化制度。其次进行了碳纤维/聚三唑树脂复合材料成型工艺优化。通过接触角测试表征了碳纤维与聚三唑树脂的浸润性,并利用碳纤维上浆剂的红外光谱进行分析说明;制备了T800/PTA5预浸带及T300碳布/PTA5预浸料并进行性能测试;采用T800/PTA5复合材料层压板以及T300碳布/PTA5复合材料层压板,研究了固化工艺对复合材料玻璃化转变温度Tg、热物理常数、层间剪切强度、弯曲强度等性能的影响,探究聚三唑树脂基复合材料的高温性能与固化温度的相关性,优化了固化工艺。最后制备了T800/PTA5复合材料NOL环及Φ150mm容器,测试了缠绕成型构件的性能。结果表明:PTA5型聚三唑树脂数均分子量为501,分子量较小,结构中含有叠氮基和炔基两种活性基团,分子链中含有苯环以及硅原子,有助于提升树脂耐热性能。PTA5型聚三唑树脂固化反应分为两步,第一步反应在40～130 oC,主要是端炔基与叠氮基进行1,3-偶极环加成反应;第二步反应在180～230 oC,主要是分子链中内炔基与叠氮基的1,3-偶极环加成反应以及过量内炔基的自聚反应。在固化温度为200 oC时,树脂固化物的Td5为333 oC,表现出良好的耐热性。碳纤维与聚三唑树脂的浸润性良好,其原因是碳纤维上浆剂中含有活性基团—OH以及C=C,能够与PTA5型聚三唑树脂形成良好的界面层。PTA5型聚三唑树脂与T800碳纤维制备的预浸带,断裂强度为5250 MPa,符合缠绕工艺要求。缠绕成型的T800/PTA5复合材料单向层压板,层间剪切强度高温性能随固化温度升高增大,在固化温度为200 oC时,Tg达到282.4 oC,复合材料的热性能和力学性能均处在较高水平。铺层成型的T300碳布/PTA5复合材料层压板,层间剪切性能随固化温度提高而增大,但弯曲强度无明显提高。最高固化温度为200 oC的T300碳布/PTA5复合材料层压板,在200 oC温度的导热系数为0.577 W·m-1·K-1,隔热性能良好,且综合力学性能较好。最高固化温度为200 oC的T800/PTA5复合材料NOL环,在200 oC温度的拉伸强度为2010 MPa,层间剪切强度为29.8 MPa,200 oC下的高温性能保留率达到70%以上,耐热性能较好。制备的T800/PTA5复合材料Φ150mm容器爆破压强达到46.67 MPa,容器特性系数PV/W达到53.4 km,性能优异。
刘宇峰,李同起,冯志海,王金明,张莹,王雅雷,熊翔[2]（2021）在《薄层化碳布缝合碳/碳复合材料制备与性能》文中提出为获得高性能、低成本碳/碳复合材料,以商用级T700大丝束薄层化碳纤维展宽平纹布和航空航天级T300小丝束碳纤维缎纹布为原材料制备缝合预制体,采用化学气相沉积工艺方法制备了一系列缝合碳/碳复合材料,对材料的气相致密化特征、微观结构特征和力学性能进行了测试与分析。研究结果表明,碳布规格和缝合间距对材料气相致密化效果和力学性能有较大影响。当选用T700-12 K、展宽16 mm大丝束纤维编织的面密度100 g/m2的平纹布为原材料且预制体缝合间距为5 mm×5 mm时,制备的密度为1.781 g/cm3薄层化碳布缝合碳/碳复合材料表现出良好的气相沉积工艺适应性和优异的力学性能,材料拉伸强度、压缩强度、弯曲强度和层间剪切强度高达342.9 MPa、285.5 MPa、328.4 MPa和15.2 MPa。通过商用级大丝束薄层化碳纤维的应用,大幅降低了高性能碳/碳复合材料的原材料成本,且制备的碳/碳复合材料性能达到了国际先进水平。
曲盛祥[3]（2020）在《柔性可拉伸锌-空气电池的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理锌-空气电池具有理论能量密度高、成本低廉、安全和环保等优势,被认为应用于可穿戴电子器件领域的理想候选。文献中大多报道的固态锌-空气电池能做成可弯曲变形,却很难承受大拉伸应变（>100%）。为了能够制备出可拉伸的锌-空气电池,需要将催化剂、空气阴极、锌阳极和水凝胶电解质等部分进行重新设计和优化,使这些组成部件具有可弯曲甚至可拉伸的机械特性。本论文研究电沉积-热解法制备一体化四氧化三钴（Co3O4）/碳布柔性空气阴极。催化剂Co3O4牢固地原位生长在集流体上,具有微米级和纳米级的多孔结构,富含Co3+催化活性位点。并将一体化电极组装为柔性可拉伸锌-空气电池阵列,电池阵列在拉伸100%或弯曲变形时放电性能稳定,并且可以灵活的调控整个电池阵列的输出电压（1～4 V）和电流,以适应不同环境的需求。本论文发展了高保水和大拉伸的羧甲基纤维素钠与聚丙烯酸复合水凝胶,用于替代易失水的聚乙烯醇基的传统水凝胶电解质。将羧甲基纤维素钠引入聚丙烯酸水凝胶中,有利于增多复合水凝胶的氢键和增强分子链网络的连接。相较于常用的聚乙烯醇基碱性电解质,羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸复合水凝胶具有更高的离子导电性（141 mS cm-1）、保水能力（开放环境内放置24h,失水6.6%）和断裂拉伸率（803%）。在开放环境中放置一定时间,依然保持较稳定的离子电导率、保水率和变形能力。本论文采用化学镀-电镀法制备海绵基柔软金属电极,突破了传统金属电极只能进行简单弯曲、不能回弹的刚性限制。通过控制电镀金属时间可以调控海绵基柔性电极材料的微观结构和金属沉积量,进而使柔软金属电极材料兼有机械变形和导电性。在柔性金属电极上原位交联水凝胶,组装三明治结构的柔性锌-空气电池。电池柔软,可进行卷曲和扭曲的复杂变形,且充放电性能变化不大。受剪纸结构的启发,将大面积的三明治结构柔性锌-空气电池剪切成可拉伸的栅栏形状或蛇形纹形状,可承受超过100%的拉伸应变。本论文还研究了以弹性氨纶布料为基底,创新地采用预应变-化学镀-回复和动态拉伸-电镀法制备柔性可拉伸金属电极材料,克服了传统金属材料不具有本征弹性的难题。在弹性布料上沉积足量的金属锌或金属镍,保持了原布料的编织结构和“波浪”结构,这使得镀金属布料具有良好且稳定的导电性和弹性。原位交联羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸基水凝胶电解质并组装三明治结构的柔性可拉伸锌-空气电池,最大可拉伸至100%。由于金属布料电极和电解质的制备方法制备简单,成本低廉、适于宏量制造。本章工作制备了具有大面积（14 × 6.5 cm2）的电池,大电池具有1757mW的高输出功率,可扩展柔性可拉伸锌-空气电池的应用范围。综上,本学位论文通过设计新型的柔性（或可拉伸）电极材料和电解质材料,采用各种拉伸结构策略,制备了一类柔性可拉伸锌-空气电池器件。这类电池在不同的弯曲和拉伸条件下可实现电池性能稳定,为将锌-空气电池发展和应用为可穿戴器件提供了重要的实验依据和理论基础。
陈永乐[4]（2020）在《结构-储能一体化碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究》文中研究指明由于现代工业产业的飞速发展带来了能源消耗量巨大、环境污染相当严重等问题,使得开发和推广可再生能源刻不容缓。超级电容器凭借其极高的功率密度、能够进行快速充放电等优点在能源存储方面备受关注。基于材料结构多功能化的理念,通过结构和功能的综合集成化,构造具有结构-储能一体化功能的材料/结构,为航天飞船、汽车等运载工具,以及装备的轻量化、小型化指明了新的路径。本文从结构-功能一体化复合材料的思想出发,设计、制备了以碳纤维作为结构电极,环氧树脂作为结构聚合物电解质的结构-储能一体化超级电容器。针对影响固态超级电容器综合性能的两个主要原因:电极和电解质,进行了研究,并考察了表面进行改性处理碳纤维以及新型环氧树脂聚合物电解质的电化学性能及力学性能,探索了该结构-储能一体化功能材料的应用潜力。本文的主要工作如下:采用了化学界面方法成功制备了聚苯胺/碳纤维复合电极材料,探索反应温度对于复合电极材料的形貌及其电化学性能的影响。最佳反应温度下合成的复合电极材料,在0.5A/g的恒流充放电下,比电容可达819.2F/g。采用自组装的方法制备了PANI/r GO/cc复合电极材料,P-70与石墨烯复合后的电极材料的比电容量得到有效的提升,在0.5A/g电流密度下的比电容为953.4F/g。此外,对PANI/r GO/cc和P-70样品进行循环性能测试,PANI/r GO/cc复合材料经过1000次循环充放电后电容量保持率为92.28%较P-70样品的保持率提升了2.97%,这是因为石墨烯有着超高导电性和柔韧性,将其包覆在电极材料表面,既能增强电子转移速率,提高导电性,又能约束聚苯胺分子链由于掺杂去掺杂引起的体积变化。采用一种操作简单、安全的共混法制备了以邻苯二甲酸二缩水甘油酯（HADE）为基体的聚合物电解质,探究了与HADE共混的分子链为线型结构的环氧树脂聚乙二醇二缩水甘油醚（PEGDGE）的含量对合成聚合物电解质电化学性能、以及力学性能的影响。当PEGDGE树脂的含量在10wt%左右时,聚合物电解质的力学性能和电化学性能达到平衡点,能够较好的展现其多功能性。采用真空封装固化成型的简易方法制备固态了超级电容器,测得以PANI/r GO/cc复合材料作为结构电极的超级电容器在0.2m A/cm2的电流密度下其面积电容为27.5m F/cm2,这比未经过处理的碳纤维布组装成的超级电容器的面积电容提升了近两个数量级,而且测得剪切强度由13.69MPa增加到15.39MPa,提高了近10%。这一超级电容器兼具储能性能和力学承载性能,有望应用在航天航空、武器装备等领域。
窦振军[5]（2020）在《基于改性碳布柔性全固态超级电容器的构建及其储能性能》文中进行了进一步梳理柔性可穿戴设备因其优异的力学柔软性、新奇的应用方式而在信息、医疗和国防等领域呈现出“后来居上”的发展趋势。其中柔性全固态超级电容器由于其较高的功率密度、超长的使用寿命以及良好的柔性,在柔性能源供给体系中极具应用潜力。但与锂离子电池相比,超级电容器虽然可以提供极高的功率密度,但能量密度偏低。碳布（Carbon Cloth,CC）因其良好导电性和力学性能以及多孔结构,作为支撑材料在燃料电池、锂离子电池和超级电容器等领域应用广泛。然而,商业碳布由于其表面化学惰性和相对较小的表面积而表现出较低的比电容值,常常被用作柔性集流体而非柔性电极。本论文从碳布出发,通过电化学剥离-再沉积的方法对碳布进行处理,将电化学剥离得到的石墨烯再沉积到碳布表面,构筑纳米石墨烯层,增大其比表面积;进而引入聚苯胺纳米纤维网络结构,并通过石墨烯与聚苯胺的复合来实现碳基电极储能能力的提升。所组装成的柔性全固态超级电容器为柔性可穿戴器件能源供给系统的设计提供技术指导与可靠选择。具体研究内容如下:（1）电化学剥离-再沉积法制作石墨烯修饰的碳布电极及其器件组装通过在不同金属硫酸盐电解液溶液中对碳布进行电化学剥离-再沉积,制作出具有不同纳米微结构的石墨烯修饰的碳布电极。碳布的电化学剥离制备得到了结构较好的双层石墨烯,而电化学再沉积将制得的石墨烯重新沉积到了碳布表面并形成了一层具有较大表面积的纳米微结构。金属阳离子对石墨烯的沉积具有精确的调控作用,这使得在不同金属阳离子电解液中制得的石墨烯修饰的碳布电极表现出不同的综合性能。同时,电化学沉积还将具有一定含氧官能团的石墨烯进行了还原,显着地恢复了它的导电性;而边缘残余的含氧官能团通过法拉第反应使得碳布电极表现出较好的储能特性。研究表明,对于不同金属硫酸盐电解液,碳布在0.5 M硫酸锂电解液中原位电化学剥离-再沉积后的电化学性能最好,硫酸钠次之,硫酸镁再之,硫酸钾最差。更厚的石墨烯层将提供更大的电化学活性表面积,而石墨烯层的厚度与金属阳离子的极化作用强度正相关。对于在硫酸锂电解液中制作的柔性碳布电极,当电流密度为2 m A cm-2时,其最大面积比电容为1.13 F cm–2,是初始碳布面积比电容的500多倍。即使电流密度从2增大到20 m A cm-2,碳布电极还能保持72.0%的初始电容。连续3000次充放电测试之后,95.7%的最初电容值可以得到保留,表现出优良的循环稳定性。以H2SO4/PVA凝胶作为固态电解质,再将此柔性碳布电极通过夹层法制作成柔性全固态超级电容器,其在电流密度为2 m A cm-2时表现出的最大面积比电容为0.29 F cm–2。当电流密度从2增大到20 m A cm-2时,器件的电容保持率为56.0%。在3000次循环测试后,可保留95.8%的初始电容值。此柔性超级电容器最大能量密度为91.5μWh cm-2,表现出较高储能能力和优良的柔性与稳定性。（2）石墨烯修饰碳布上聚苯胺纳米纤维网络的构筑及其储能性能虽然采用电化学剥离-再沉积的方法可将碳布的面积比电容提升了500倍,但是其储能能力还需要进一步提高以满足可穿戴器件对高能量密度的需求。因此,我们在上述石墨烯修饰的碳布表面电化学生长聚苯胺（Polyaniline,PANi）纳米纤维网络,制作出聚苯胺/碳布复合材料电极。着重考察了聚苯胺生长时间对复合材料综合性能的影响,并研究了铁离子作为电解液添加剂对聚苯胺/碳布复合材料电极性能与结构稳定性的增强作用。结果表明,碳布表面的石墨烯层为苯胺的电化学聚合提供了大量的活性位点,促进了聚苯胺的有序生长。石墨烯修饰的碳布在0.5 M硫酸+0.2 M苯胺的聚合溶液中通过循环伏安法电聚合8个循环时,碳布表面均匀生长的聚苯胺纳米纤维网络结构最适合组装柔性全固态超级电容器。当电流密度为5 m A cm-2时,复合材料电极在1 M硫酸电解液中的最大面积比电容为4.19 F cm–2;当电流密度从5增大到30 m A cm-2时,复合材料电极依然能保持80.1%的初始电容。其优良的倍率特性源于聚苯胺纳米纤维网络结构与石墨烯修饰的碳布之间形成的π-π共轭体系,这有助于减小复合材料各组分之间的界面电阻,并加快电荷转移及电子传输。在3000次连续充放电之后,聚苯胺/碳布复合材料电极可以保持88.1%的最初电容值。在含有15 mol.%铁离子的活性电解液中,复合材料电极表现出更大的面积比电容与更好的结构稳定性。铁离子在电极表面通过氧化还原反应提供了额外的电容,而通过金属离子掺杂效应使得聚苯胺纳米纤维网络具有更好的结构稳定性。分别以H2SO4/PVA和Fe3+/H2SO4/PVA作为固态电解质,将聚苯胺/碳布复合材料电极组装成柔性全固态H-超级电容器和Fe-超级电容器,研究了铁离子对柔性全固态超级电容器的增强作用。研究发现,Fe-超级电容器相对于无活性添加剂的H-超级电容器呈现出明显的性能提升,其面积比电容由0.85提升到了1.90 F cm–2,提升了123%的电容值。当电流密度从5增大到30 m A cm-2时,Fe-超级电容器的电容保持率为74.7%,显着高于H-超级电容器的44.7%。在连续3000次充放电循环测试之后,Fe-超级电容器可保持93.1%的初始电容值,而H-超级电容器仅保留了90.4%,Fe-超级电容器循环稳定性的提升源于铁离子在聚苯胺链之间的桥接。Fe-超级电容器的最大能量密度为264μWh cm–2,此时功率密度为2.5m W cm–2。相比先前工作,具有超高的面积比电容值和优异的循环稳定性。（3）石墨烯空间分布对碳布上的聚苯胺阵列电荷存储能力的影响聚苯胺材料在连续的离子嵌入和脱出过程中由于体积的膨胀与收缩而容易出现聚合物主链断裂的现象,这将严重影响器件的使用寿命。为了提高聚苯胺复合材料电极的稳定性,我们利用碳布剥离得到的石墨烯,在碳布表面构筑了三种不同石墨烯空间分布的聚苯胺/石墨烯纳米微结构。其中PANi-GCC+G是将聚苯胺纳米纤维网络夹在石墨烯层间,PANi-G-GCC则是将苯胺和石墨烯共沉积到石墨烯修饰的碳布表面,而PANi-G-ACC是在剥离的碳布表面共沉积苯胺与石墨烯。系统地研究了石墨烯的空间分布对聚苯胺/石墨烯/碳布复合材料综合性能的影响。研究表明,PANi-G-GCC复合材料电极表现出最佳的综合电化学性能,当电流密度为5 m A cm-2时,其在1 M硫酸电解液中的最大面积比电容为4.52 F cm-2。当电流密度从5增大到30m A cm-2,PANi-G-GCC可以保持85.7%的初始电容,高于PANi-GCC+G的80.5%和PANi-G-ACC的79.6%。连续5000次充放电循环测试之后,PANi-G-GCC复合材料电极的电容保持为92.3%,高于另外两种不同石墨烯空间分布的复合材料电极。PANi-G-GCC中石墨烯形成的骨架结构可以作为聚苯胺电子传输的高速通道,并显着改善其电化学性能,这使得PANi-G-GCC的电化学性能明显优于无石墨烯骨架的PANi/CC复合材料电极。由此PANi-G-GCC复合材料电极组装的柔性全固态Fe-超级电容器表现出优良的储能性能,当电流密度为5 m A cm-2时,超级电容器最大面积比电容为2.26 F cm-2;当电流密度从5增大到30 m A cm-2时,仍能保持78.7%的初始电容值。5000次连续的循环测试之后,其电容保持率为92.7%。由PANi-G-GCC组装的柔性全固态Fe-超级电容器表现出的最大能量密度为314μWh cm–2,呈现出优良的储能特性,在未来可穿戴领域具有很大的应用前景。
周露[6]（2020）在《rGO-C/C-SiC复合材料的制备及性能研究》文中指出碳纤维增强碳和碳化硅双基体（C/C-SiC）复合材料保留了C/C复合材料低密度、高比强等特性,并具有更优异的抗氧化性能,在空间光机、刹车制动及航天航空等领域应用广泛。但随着高频高速5G时代的到来,各种高技术装备对C/C-SiC复合材料提出了更高的要求,希望其具有更长的服役寿命,强度更高,密度更低,并兼具良好的电磁屏蔽等功能特性,实现结构功能一体化。在C/C-SiC复合材料中增加SiC可以提高材料的抗氧化性,但其含量增加往往会削弱材料电磁屏蔽性能。因此,本文提出在SiC中添加高比表面积、高导电率的还原氧化石墨烯（rGO）,在保持其抗氧化性能的同时,改善SiC的电导、电磁屏蔽性能,进而实现C/C-SiC复合材料综合性能的提高。本文以含氧化石墨烯（GO）的聚碳硅烷-四氢呋喃溶液作为浸渍液,采用浸渍裂解（PIP）工艺将rGO改性SiC与表面经热解碳（Py C）保护处理后的碳纤维布复合,再利用化学气相渗透（CVI）工艺致密化碳布叠层预制体制备rGO-C/C-SiC复合材料。系统研究了rGO浓度、PIP次数、CVI沉积时间及PIP-SiC与CVI-Py C交替次数对复合材料力学、抗氧化、电导和电磁屏蔽性能的影响,揭示了结构功能一体化rGO-C/C-SiC复合材料的组分-结构-性能关联机制。本文主要研究内容和结论如下:（1）rGO含量对C/C-SiC复合材料性能影响规律研究。结果表明:随rGO含量增加,复合材料的弯曲强度、电导率和电磁屏蔽效能均先增加后减少。同样品A（GO:PCS=0 wt.%）相比,样品C（GO:PCS=2 wt.%）的抗弯强度增大28%,达251.67±20.21MPa。此外,样品C（GO:PCS=2 wt.%）的电导率和电磁屏蔽效能也是最优的。增加的极化损耗和导电损耗使厚度不足1mm的样品C（GO:PCS=2 wt.%）在X波段的平均SET高达45d B。但样品D（GO:PCS=5 wt.%）由于rGO发生了团聚,各性能较样品C（GO:PCS=2 wt.%）有所下降。（2）PIP次数和CVI沉积时间对rGO-C/C-SiC复合材料性能影响规律研究。通过恒升温速率氧化测试,发现rGO-C/C-SiC复合材料的抗氧化性能随PIP次数的增加逐渐增强。同样品PIP-1相比,样品PIP-5的起始氧化温度,氧化速率峰值温度和氧化终止温度分别提高了68℃,85.8℃和46.7℃。另外,等温氧化测试表明PIP-5的氧化表观活化能比PIP-1更高。rGO-C/C-SiC复合材料的弯曲强度和电磁屏蔽效能随PIP次数的增加呈先增加后减小趋势。在相同PIP次数下,CVI沉积时间增加复合材料的电导率和电磁屏蔽效能增大。（3）CVI-Py C与PIP-SiC交替次数（n）对rGO-C/C-SiC复合材料性能影响研究。通过改变rGO改性SiC与Py C两种基体的交替制备次数,制备了不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料。结果表明,随n的增加,复合材料的力学性能有所下降,n为4的(SiC1-Py C10h)4样品的弯曲强度和断裂韧性最小,为130±15.52MPa和6±0.6MPa·m1/2。但复合材料的电导率和电磁屏蔽效能均随n增加而增大。与(SiC4-Py C40h)1相比,(SiC1-Py C10h)4的电导率提高了53%,在X波段的平均SET提高了10d B,达41d B。
张胜[7]（2020）在《MGP和CDs诱导高织构碳/碳复合材料的组织及性能研究》文中研究指明碳/碳复合材料具有高比强度、优异的高温强度及摩擦磨损性能,被广泛应用于航空航天、军事、生物医学等领域。但因复合材料中基体热解碳结构复杂多样,其中综合性能较优的热解碳获得相对困难,制备工艺范围相对狭窄。为有效解决这一问题,本研究采用多尺度石墨诱导剂颗粒改性多孔碳纤维预制体,以液化气为前驱体,氮气为稀释气体,在自制沉积装置中,用定向脉冲气流TG-CVI法快速制备碳/碳复合材料,并利用PLM、SEM、XRD、RMS等分析手段和三点弯曲、单边缺口梁法等试验方法,主要研究了MGP（微米石墨颗粒）和CDs（纳米碳点）诱导剂浓度、诱导剂颗粒尺寸对复合材料微观组织结构及性能的影响、碳布对CDs改性二维网胎预制体复合材料微观组织结构及性能的影响。主要工作和结果如下:（1）随着诱导剂溶液浓度的增加,预制体中诱导剂的含量增加。浓度为5mg/ml时,诱导剂在预制体中实现均匀分布。（2）以普通碳毡为预制体,分别研究了不同MGP和CDs诱导剂浓度对碳/碳复合材料致密化速率、微观组织结构及性能的影响。结果表明:随着诱导剂浓度的增加,MGP改性复合材料的致密化速率是逐渐降低的,但一定浓度范围（≤5mg/ml）内CDs诱导剂能加快复合材料的致密化速率;未改性复合材料热解碳为光滑层组织,经5 mg/ml的MGP或CDs诱导剂溶液改性后,复合材料M-C/C 5及N-C/C 5均变为粗糙层热解碳;随着诱导剂浓度的增加,材料的石墨化度是逐渐增加的,经5 mg/ml的MGP或CDs诱导剂溶液改性后,复合材料的石墨化度成倍增加;复合材料的弯曲强度随着诱导剂浓度的增加总体呈现出下降的趋势,但复合材料的断裂韧性随着诱导剂浓度的增加呈现出先增加后降低的趋势,材料M-C/C 5和N-C/C 5的断裂韧性值分别提高35.56%、47.856%。（3）在相同的诱导剂浓度下,研究了诱导剂颗粒粒径对碳/碳复合材料的致密化行为、微观组织结构及性能的影响。结果表明:诱导剂尺寸为纳米级时,复合材料综合性能最好。其中致密化速率为1.273 g/h,热解碳全部为粗糙层组织,复合材料N-C/C 5（22.09%）的石墨化度较M-C/C 5（12.33%）提高79.16%;弯曲强度为69.6 MPa,断裂韧性为1.551 MPa·m1/2,呈假塑性断裂。（4）以二维网胎为预制体,研究了碳布对CDs改性二维网胎预制体复合材料微观组织结构及性能的影响。结果表明:复合材料N-Cw/C 0为光滑层热解碳,经5mg/ml的CDs诱导剂改性后,复合材料N-Cw/C 5及N-Cwt/C 5均变为粗糙层热解碳;复合材料N-Cw/C 0与N-Cw/C 5平均密度和弯曲强度相当,材料N-Cw/C 5断裂韧性为1.776 MPa·m1/2,较材料N-Cw/C 0提高27.3%,说明CDs对复合材料有增韧作用;复合材料N-Cw/C 5经碳布二次增强后,两者密度相差不大,材料N-Cwt/C 5弯曲强度、断裂韧性分别为97.26 MPa、2.57 MPa·m1/2,较复合材料N-Cw/C 5分别提高28.72%和30.89%,其中,复合材料N-Cwt/C 5综合性能最好。（5）揭示了MGP和CDs对碳/碳复合材料组织结构的诱导机理。在碳纤维预制体中引入诱导剂颗粒,一方面,石墨诱导剂颗粒在微区气相反应中充当各种尺寸自由基的原位核,导致热解碳生长机制的形成;另一方面,诱导剂表面的P轨道（大π键）会吸引具有类似杂化原子轨道的C6类大分子烃,迫使其形成有序的堆叠层,从而形成粗糙层热解碳。
张立洁[8]（2020）在《水热电泳生长ZnO纳米棒/碳布多尺度增强摩擦材料的制备与性能研究》文中认为碳纤维增强树脂基复合材料具有高强高模、耐疲劳性好、重量轻、可设计性强等优点广泛的应用于各个领域。但碳纤维的乱层石墨结构导致其表面非极性,与树脂基体之间的浸润性差,难以形成强的界面结合,使载荷不能有效的从基体传递到增强纤维。在碳纤维表面生长纳米氧化物,已被证明是一种有效的多尺度增强复合材料界面性能的方法。然而,传统的生长纳米氧化物的方法需要较长的时间,容易造成能源损耗和界面缺陷。基于此,本论文提出了一种水热电泳法在碳布表面生长ZnO纳米棒,并多尺度增强树脂基复合材料,探索了水热电泳法的快速生长工艺和原理,并对复合材料的力学性能和摩擦性能进行研究。采用水热电泳法在碳布表面生长ZnO纳米棒,通过改变电泳时间（15 min,30 min,45 min,60 min）来实现ZnO纳米棒的可控生长。采用X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱等对ZnO纳米棒/碳布的结构进行了表征。结果表明,ZnO/碳布多尺度增强体有效提高了复合材料的摩擦磨损性能。当电泳30 min时,复合材料的摩擦磨损性能和拉伸性能最好,与原始复合材料相比,其磨损率降低了 55.40%,拉伸强度提高了 30.10%。采用水热电泳法在接枝甲基丙烯酸单体的碳纤维表面生长ZnO纳米棒,探索了在无损改性碳纤维表面生长ZnO对复合材料性能的影响。结果表明,ZnO纳米棒通过C-O-Zn键在碳纤维表面有序生长。与原始复合材料相比,ZnO纳米棒/碳布复合材料（CP-2）的拉伸强度和弯曲强度分别提高了 67.5%和31.4%。此外,样品CP-2的磨损率最小,与原始复合材料相比降低了49.7%。结果表明,在无损接枝甲基丙烯酸的碳纤维表面上生长ZnO纳米棒,有效的提高了复合材料的力学性能和摩擦学性能。采用化学接枝法,在生长ZnO纳米棒的碳纤维表面接枝聚乙烯亚胺（PEI）。PEI具有大量胺基和亚胺基等活性基团,可与酚醛树脂基体的醇羟基发生反应,增加了层间交联密度,实现碳纤维与树脂基体界面之间的机械啮合与化学键合的协同作用,有效的提高了复合材料的性能。研究结果表明,与原始碳布复合材料相比,接枝PEI的碳布增强复合材料的拉伸强度与弯曲强度分别提升了 155%和69%;且其连续摩擦系数较稳定,动摩擦系数最大,且其磨损率仅为1.2 × 10-5 m3/（N·m）,磨损率降低了59%。
王呈成,袁荞龙,黄发荣[9]（2020）在《端炔基遥爪型聚酰亚胺（API）的制备及T300碳纤维布/API复合材料性能》文中提出以3,4’-氧双邻苯二甲酸酐、 1,3-双（氨丙烷基）四甲基二硅醚和间氨基苯乙炔或对氨基苯基炔丙基醚为原料,合成了六种端炔基遥爪型聚酰亚胺（API）,采用模压成型制备了T300碳纤维布增强API（T300碳布/API）复合材料。利用FTIR、1H NMR、 DSC、 TGA、 DMA等方法研究了API树脂及T300碳布/API复合材料的结构和性能。结果表明,六种API树脂溶解性良好,其加工窗口随分子量的增加而变宽,端炔丙氧基API（API-e）树脂的加工性能优于端乙炔基API（API-a）树脂; API树脂固化物的热稳定性随分子量的增加而降低, API-a树脂固化物5%热失重温度(Td5)和800℃残留率高于API-e固化物,分别为473.7℃和48.8%; T300碳布/API复合材料的玻璃化转变温度可达220℃以上,其力学性能随其分子量的增加而提高, T300碳布/API-e复合材料在室温和200℃的力学性能均优于T300碳布/API-a复合材料。室温下T300碳布/API-e复合材料的弯曲强度为636.5 MPa,拉伸强度为406.1 MPa,层间剪切强度（ILSS）为48.4 MPa,在200℃的弯曲强度和ILSS分别为381.9 MPa和33.9 MPa。
路瑞佼[10]（2019）在《碳布表面均匀生长碳纳米管的工艺优化及其增强复合材料的研究》文中研究说明本文通过预先对碳布进行表面改性,然后采用化学气相沉积法（CVD）在其表面生长碳纳米管（CNTs）完成了 CNTs/碳布增强体的前期制备,并通过研究以下内容,实现了碳布表面均匀生长CNTs的工艺优化及其增强复合材料的高性能制备:（1）采用了三种不同的改性方案对脱浆碳布进行表面预处理,并利用相关的表征方法研究了其对碳布的表面特性、CNTs的生长形貌与加载量、CNTs/碳布的拉伸强度以及复合材料的层间剪切强度的影响;（2）选择最佳改性方案后,采用了不同的催化参数对改性碳布进行表面CNTs的优化加载,研究了催化剂前驱体浸渍时间、催化剂种类、催化剂的还原温度与还原时间对CNTs/碳布及其增强复合材料形貌与性能的影响;（3）确定最佳催化工艺后,采用了不同的CVD参数进一步对改性碳布进行表面CNTs的优化生长,研究了生长温度、生长时间与氢气比例对CNTs/碳布及其增强复合材料形貌与性能的影响。不同的表面预处理方法能够产生不同的改性效果。研究表明:PyC预处理仅在碳布表面沉积了少量碳颗粒,未形成均匀的PyC薄层,对CNTs的生长产生了不利影响。NaOH预处理使碳布表面产生了少量活性基团,表面褶皱被蚀刻,沟槽深度与分布趋于均匀,促使CNTs的分布均匀性增加。H2O2预处理使碳布表面发生氧化,产生了大量的含氧官能团,且表面沟槽变得更加均匀、细长,从而实现了 CNTs均匀、高效生长。H202改性使碳布的石墨微晶结构被氧化刻蚀,导致拉伸强度呈下降趋势,但同时活性官能团与表面缺陷的增多,使催化剂颗粒与碳布表面产生锚固,促使催化生长的CNTs结合力增强,最终CNTs/碳布的拉伸强度较脱浆碳布提高了 3.6%;又由于细小CNTs的均匀包覆,使碳布的比表面积增大,改善了其与树脂之间的润湿性,最终CNTs/碳布复合材料的层间剪切强度亦呈现较大程度的提高。因此H202改性是碳布表面生长CNTs的最优前期处理方法。通过系统研究催化参数对CNTs/碳布增强体及其复合材料形貌与性能的影响,得到如下结论:随着催化剂浸渍时间的增加,CNTs对碳布的补强作用逐渐增大,但过度浸渍后,严重缠结的CNTs反而不利于树脂的润湿与复合材料性能的提高。最终在浸渍时间为10min时的拉伸与层间性能最佳;就催化剂种类而言,Co比Fe催化生长的CNTs产量多、管径大但石墨化程度较低。双金属的催化活性高于组分单金属,且生长的CNTs管径分布较宽。其中与Fe2-Co的催化速率过快、易高温失活不同,Fe-Co显示出最佳的催化活性;就催化剂的还原过程而言,使用CVD一步法削弱了两步法中金属纳米颗粒在升温过程中易向颗粒增大方向聚集的趋势,生长的CNTs细化且均匀,在制备高性能复合材料方面具有更大潜力。通过系统研究CVD参数对CNTs/碳布增强体及其复合材料形貌与性能的影响,实现了碳布表面均匀生长CNTs的工艺优化,并结合实验结果建立了理论模型揭示CNTs的生长对碳布拉伸强度的增强机理。研究表明:在500℃的低温反应条件下,催化剂对碳布结构的损伤大大减轻,且由于短小均匀的CNTs的迅速生长,碳布的缺陷修复与复合材料的层间结合得到明显增强,与脱浆碳布相比,其拉伸强度增加了 7.52%、ILSS提高了 5.48%。当生长温度逐渐升高至600℃后,催化剂的活性逐渐增加,但其扩散系数也相应增大,导致CNTs/碳布的拉伸强度逐渐降低。然而继续升高至650℃后,过高的生长温度使催化剂寿命缩短,反而不利于CNTs的高效催化生长;随生长时间的延长,CNTs整体分布更加均匀,且长度逐渐变长,以致20min生长后,CNTs相互缠结,在碳布表面形成团簇。因此仅生长1Omin后,CNTs的均匀度最高,对拉伸强度与ILSS的增强作用最大;当氢气比例为2:1时,低速稳定且高质量生长的CNTs弥补了催化剂在碳布表面形成的缺陷。其根部进一步交联相邻碳晶体,使晶体尺寸增大,从而限制了外力作用下的裂纹扩展,增强体的拉伸强度呈现最高值,即较脱浆碳布提高了 8.64%。同时CNTs提高了碳布与树脂基体的润湿性,对复合材料的层间增强效果最佳,即ILSS较初始值提高了 12.27%。
二、碳布复合材料力学性能研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、碳布复合材料力学性能研究（论文提纲范文）
（1）耐200℃缠绕成型聚三唑复合材料应用基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 固体火箭发动机壳体复合材料基体树脂研究概述 |
| 1.2.1 环氧树脂 |
| 1.2.2 氰酸酯树脂 |
| 1.2.3 双马来酰亚胺树脂 |
| 1.2.4 聚酰亚胺树脂 |
| 1.3 聚三唑树脂概述 |
| 1.3.1 聚三唑树脂简介 |
| 1.3.2 基于分子结构的耐热性改进研究 |
| 1.3.3 聚三唑树脂的纳米填料改性研究 |
| 1.3.4 聚三唑树脂的固化反应特性研究 |
| 1.3.5 碳纤维/聚三唑树脂基复合材料研究 |
| 1.3.6 聚三唑树脂基复合材料应用前景 |
| 1.4 研究目的与内容 |
| 1.4.1 研究目的 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究思路 |
| 2 实验 |
| 2.1 主要实验原料 |
| 2.2 仪器与设备 |
| 2.3 试样制备 |
| 2.3.1 预浸料制备 |
| 2.3.2 复合材料层压板制备 |
| 2.3.3 复合材料NOL环制备 |
| 2.3.4 复合材料Φ150 mm容器制备 |
| 2.4 测试项目与方法 |
| 2.4.1 聚三唑树脂的性能表征 |
| 2.4.2 碳纤维/聚三唑树脂预浸带性能测试 |
| 2.4.3 碳纤维/聚三唑树脂复合材料层压板性能测试 |
| 2.4.4 碳纤维/聚三唑树脂复合材料缠绕成型构件性能 |
| 3 PTA5 型聚三唑树脂表征与特性分析 |
| 3.1 PTA5 型聚三唑树脂表征 |
| 3.1.1 PTA5 型聚三唑树脂物理特性 |
| 3.1.2 PTA5 型聚三唑树脂化学结构 |
| 3.2 PTA5 型聚三唑树脂特性分析 |
| 3.2.1 PTA5 型聚三唑树脂流变特性 |
| 3.2.2 PTA5 型聚三唑树脂固化特性 |
| 3.2.3 PTA5 型聚三唑树脂活性基团反应分析 |
| 3.2.4 PTA5 型聚三唑树脂固化反应机理分析 |
| 3.2.5 PTA5 型聚三唑树脂固化工艺 |
| 3.3 PTA5 型聚三唑树脂热稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 碳纤维/聚三唑树脂复合材料成型工艺优化 |
| 4.1 碳纤维/聚三唑树脂预浸料制备技术 |
| 4.1.1 T800 碳纤维与PTA5 型聚三唑树脂浸润性 |
| 4.1.2 T800/PTA5 预浸带 |
| 4.1.3 T300 碳布/PTA5 预浸料 |
| 4.2 碳纤维/聚三唑树脂复合材料固化工艺优化 |
| 4.2.1 缠绕成型T800/PTA5 复合材料性能 |
| 4.2.2 T300 碳布/PTA5 复合材料性能 |
| 4.2.3 碳纤维/聚三唑树脂复合材料固化工艺参数优化 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 碳纤维/聚三唑树脂复合材料构件缠绕成型及性能验证 |
| 5.1 T800/PTA5 复合材料NOL环研究 |
| 5.1.1 T800/PTA5 复合材料NOL环参数设计 |
| 5.1.2 T800/PTA5 复合材料NOL环性能 |
| 5.2 T800/PTA5 复合材料Φ150 mm容器 |
| 5.2.1 T800/PTA5 复合材料Φ150 mm容器缠绕工艺参数设计 |
| 5.2.2 T800/PTA5 复合材料Φ150 mm容器性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点与贡献点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（3）柔性可拉伸锌-空气电池的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 柔性可拉伸电子器件的研究现状 |
| 1.1.1 柔性可拉伸电子器件的应用 |
| 1.1.2 可拉伸材料 |
| 1.1.3 可拉伸结构 |
| 1.1.4 柔性可拉伸电池 |
| 1.2 柔性锌-空气电池的研究进展 |
| 1.2.1 锌-空气电池概述 |
| 1.2.2 二维结构的柔性锌-空气电池 |
| 1.2.3 一维结构的柔性锌-空气电池 |
| 1.4 本论文的研究意义与研究内容 |
| 1.4.1 本论文的研究意义 |
| 1.4.2 本论文的研究内容 |
| 第2章 材料的制备与表征方法 |
| 2.1 化学试剂 |
| 2.2 主要实验仪器与设备 |
| 2.3 用于拉伸电池的自制拉伸器 |
| 第3章 电沉积-热解制备一体化Co_3O_4/碳布空气阴极并组装柔性可拉伸锌-空气电池阵列 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 一体化Co_3O_4/碳布空气阴极的制备 |
| 3.2.2 一体化Co_3O_4/碳布空气阴极的表征与测试 |
| 3.2.3 柔性可拉伸锌-空气电池阵列的组装与测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 一体化Co_3O_4/碳布空气阴极的结构表征与电化学测试 |
| 3.3.2 柔性可拉伸锌-空气电池阵列的组装与电池性能 |
| 3.3.3 机械变形时柔性可拉伸锌-空气电池阵列的电池性能 |
| 3.3.4 电压可调的柔性可拉伸锌-空气电池阵列 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 可拉伸高保水CMC-PAA-KOH水凝胶电解质 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 CMC-PAA-KOH样品的制备 |
| 4.2.2 CMC-PAA-KOH样品的表征与测试方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构、力学性能和电学性能 |
| 4.3.2 保水性能 |
| 4.3.3 拉伸变形下的力学性能和电学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电镀制备海绵基金属电极并组装剪纸结构柔性可拉伸锌-空气电池 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验 |
| 5.2.1 海绵基柔软金属电极的制备 |
| 5.2.2 柔性可拉伸锌-空气电池的组装与测试 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 海绵基柔软金属电极的结构与电性能 |
| 5.3.2 海绵基柔性锌-空气电池的组装和电池性能 |
| 5.3.3 剪纸结构柔性可拉伸锌-空气电池的电池性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 动态拉伸-电镀制备可拉伸金属电极并组装柔性可拉伸锌-空气电池 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验 |
| 6.2.1 可拉伸金属电极的制备与表征 |
| 6.2.2 柔性可拉伸锌-空气电池的组装与测试 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 可拉伸金属电极的结构表征及导电性能 |
| 6.3.2 柔性可拉伸锌-空气电池的组装和电池性能 |
| 6.3.3 机械变形时柔性可拉伸锌-空气电池的电池性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 本工作的主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 在读博士学位期间发表论文及申请专利 |
| 致谢 |
（4）结构-储能一体化碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 碳纤维/环氧树脂复合材料研究 |
| 1.2.1 碳纤维的结构特性 |
| 1.2.2 碳纤维增强树脂基的研究 |
| 1.3 结构-储能型碳纤维/树脂基复合材料的研究现状 |
| 1.3.1 多功能聚合物基体 |
| 1.3.2 结构碳纤维电极材料 |
| 1.4 超级电容器的概述 |
| 1.4.1 超级电容器的特点 |
| 1.4.2 超级电容器的结构 |
| 1.4.3 超级电容器的分类及工作原理 |
| 1.5 超级电容器电极材料的研究现状 |
| 1.5.1 碳基电极材料 |
| 1.5.2 导电聚合物 |
| 1.5.3 金属氧化物 |
| 1.6 选题思路及研究内容 |
| 第二章 PANI/rGO/cc复合电极 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料及仪器 |
| 2.2.2 复合电极材料的制备 |
| 2.2.3 性能测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 复合材料微观形貌分析 |
| 2.3.2 复合材料的比表面积分析 |
| 2.3.3 复合材料电化学性能分析 |
| 2.3.4 复合材料力学性能分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 环氧树脂聚合物电解质的制备 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料及仪器 |
| 3.2.2 环氧树脂聚合物电解质的制备 |
| 3.2.3 性能测试与表征 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 电化学测试分析 |
| 3.3.2 材料结构表征分析 |
| 3.3.3 力学性能性能测试分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 碳纤维/树脂复合材料超级电容器的制备与性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料及仪器 |
| 4.2.2 固态超级电容器的制备 |
| 4.2.3 性能测试与表征 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 电化学性能测试分析 |
| 4.3.2 力学性能测试分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要工作与创新点 |
| 5.2 后续的研究工作 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
（5）基于改性碳布柔性全固态超级电容器的构建及其储能性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 柔性碳基电极 |
| 1.2.1 碳布的化学活化 |
| 1.2.2 碳布的电化学活化 |
| 1.3 碳布上聚苯胺纳米纤维电极 |
| 1.3.1 直接法制备聚苯胺纳米纤维 |
| 1.3.2 间接法制备聚苯胺纳米纤维 |
| 1.4 碳布上聚苯胺多级复合电极 |
| 1.4.1 聚苯胺与碳纳米管的复合 |
| 1.4.2 聚苯胺与石墨烯的复合 |
| 1.5 氧化还原电解液 |
| 1.7 研究意义与研究内容 |
| 第二章 电化学剥离-再沉积法制备石墨烯修饰的碳布电极及其器件组装 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 柔性电极的制作 |
| 2.2.4 柔性全固态超级电容器的组装 |
| 2.2.5 结构表征与性能测定 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 电化学处理时间的影响 |
| 2.3.2 金属阳离子的影响 |
| 2.3.3 不同阶段电化学处理效果分析 |
| 2.3.4 三电极体系中储能行为 |
| 2.3.5 组装器件的储能性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 石墨烯修饰碳布上聚苯胺纳米纤维网络的构筑及其储能性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 碳布上聚苯胺纳米纤维制备 |
| 3.2.2 柔性全固态超级电容器的组装 |
| 3.2.3 储能性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 四氧化三锰形貌分析 |
| 3.3.2 四氧化三锰/碳布复合材料的化学结构分析 |
| 3.3.3 四氧化三锰/碳布复合材料的电化学性能 |
| 3.3.4 苯胺和酸浓度对聚苯胺生长的影响 |
| 3.3.5 聚苯胺形貌观察 |
| 3.3.6 聚苯胺结构表征 |
| 3.3.7 三电极体系中储能行为 |
| 3.3.8 氧化还原电解液的影响 |
| 3.3.9 组装器件的储能性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 石墨烯空间分布对碳布上的聚苯胺阵列电荷存储能力的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 碳布上聚苯胺复合电极的制作 |
| 4.2.2 柔性全固态超级电容器的组装 |
| 4.2.3 储能性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 聚苯胺/石墨烯复合的形貌观察 |
| 4.3.3 聚苯胺/石墨烯复合的结构表征 |
| 4.3.4 三电极体系中储能行为 |
| 4.3.5 组装器件的储能性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 全文总结 |
| 参考文献 |
| 博士学位期间发表论文、申请专利及获奖情况 |
| 致谢 |
（6）rGO-C/C-SiC复合材料的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 C/C-SiC复合材料的简介 |
| 1.2 C/C-SiC复合材料的应用 |
| 1.3 C/C-SiC复合材料的制备 |
| 1.3.1 基体SiC的制备 |
| 1.3.2 基体Py C的制备 |
| 1.4 力学与抗氧化——结构性性能 |
| 1.4.1 C/C-SiC复合材料力学性能 |
| 1.4.2 C/C-SiC复合材料抗氧化性能 |
| 1.5 电磁屏蔽——功能性性能 |
| 1.5.1 电磁屏蔽简介 |
| 1.5.2 电磁屏蔽原理 |
| 1.5.3 C/C-SiC复合材料电磁屏蔽性能研究现状 |
| 1.5.4 石墨烯基材料电磁屏蔽性能研究现状 |
| 1.6 选题依据和研究目标 |
| 1.7 研究内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 实验原材料及设备 |
| 2.1.1 实验原材料 |
| 2.1.2 实验设备 |
| 2.2 材料制备 |
| 2.2.1 化学气相渗透制备Py C |
| 2.2.2 先驱体浸渍裂解制备SiC |
| 2.3 微观结构表征 |
| 2.3.1 体积密度测试 |
| 2.3.2 组织结构观察 |
| 2.3.3 物相组成分析 |
| 2.4 性能测试 |
| 2.4.1 力学性能测试 |
| 2.4.2 抗氧化性能测试 |
| 2.4.3 电导测试 |
| 2.4.4 电磁屏蔽性能测试 |
| 第三章 rGO浓度对C/C-SiC复合材料性能的影响 |
| 3.1 不同rGO浓度的C/C-SiC复合材料的制备 |
| 3.2 不同rGO浓度的C/C-SiC复合材料的相组成及微结构 |
| 3.3 rGO浓度对C/C-SiC复合材料力学性能的影响 |
| 3.4 rGO浓度对C/C-SiC复合材料抗氧化性能的影响 |
| 3.5 rGO浓度对C/C-SiC复合材料电导率与电磁屏蔽性能的影响 |
| 3.5.1 电导率 |
| 3.5.2 电磁屏蔽性能及机理 |
| 3.5.3 比屏蔽效能 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 改性SiC含量对rGO-C/C-SiC复合材料性能的影响 |
| 4.1 不同改性SiC含量的rGO-C/C-SiC复合材料的制备 |
| 4.2 改性SiC含量对rGO-C/C-SiC复合材料的相组成及微结构的影响 |
| 4.3 改性SiC含量对rGO-C/C-SiC复合材料力学性能的影响 |
| 4.4 改性SiC含量对rGO-C/C-SiC复合材料抗氧化性能的影响 |
| 4.4.1 等升温速率氧化 |
| 4.4.2 等温氧化 |
| 4.5 改性SiC 含量和Py C 含量对材料电导率及电磁屏蔽性能的影响 |
| 4.5.1 电导率 |
| 4.5.2 电磁屏蔽性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 PIP-SiC与 CVI-Py C交替次数(n)对复合材料性能的影响 |
| 5.1 不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料的制备 |
| 5.2 不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料的形貌及相组成 |
| 5.3 不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料的力学性能 |
| 5.3.1 三点弯曲 |
| 5.3.2 断裂韧性 |
| 5.4 不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料的抗氧化性能 |
| 5.5 不同微结构rGO-C/C-SiC复合材料的电导率与电磁屏蔽性能 |
| 5.5.1 电导率 |
| 5.5.2 电磁屏蔽性能 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表的论文和取得的学术成果 |
（7）MGP和CDs诱导高织构碳/碳复合材料的组织及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳/碳复合材料简述 |
| 1.2.1 碳/碳复合材料的国内外研究现状 |
| 1.2.2 碳/碳复合材料的组成及结构 |
| 1.2.3 碳/碳复合材料的性能 |
| 1.2.4 碳/碳复合材料的应用 |
| 1.2.5 碳/碳复合材料目前存在的问题 |
| 1.3 MGP和CDs改性碳/碳复合材料 |
| 1.3.1 MGP和CDs的结构特性 |
| 1.3.2 MGP和CDs改性碳/碳复合材料的研究现状 |
| 1.4 本文研究意义和主要内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 主要内容 |
| 1.5 技术路线 |
| 第2章 试验部分 |
| 2.1 试验仪器及试验原料 |
| 2.1.1 试验仪器 |
| 2.1.2 试验原料 |
| 2.2 MGP和 CDs改性碳纤维预制体的制备 |
| 2.3 复合材料的制备 |
| 2.3.1 复合材料的致密化 |
| 2.3.2 复合材料的石墨化 |
| 2.4 性能表征 |
| 2.4.1 MGP和 CDs形貌及含量表征 |
| 2.4.2 复合材料密度测试 |
| 2.4.3 复合材料三点弯曲强度测试 |
| 2.4.4 复合材料断裂韧性测试 |
| 2.5 复合材料结构表征 |
| 2.5.1 偏光显微分析 |
| 2.5.2 X射线衍射分析 |
| 2.5.3 拉曼光谱分析 |
| 2.5.4 扫描电子显微分析 |
| 2.6 复合材料致密化速率计算 |
| 第3章 结果与讨论 |
| 3.1 MGP和 CDs浓度对碳毡预制体增强复合材料的影响 |
| 3.1.1 MGP和 CDs微观形貌 |
| 3.1.2 诱导相溶液浓度对碳毡预制体的影响 |
| 3.1.3 MGP和 CDs浓度对复合材料致密化速率的影响 |
| 3.1.4 MGP和 CDs浓度对复合材料组织结构的影响 |
| 3.1.5 MGP和 CDs浓度对复合材料石墨化程度的影响 |
| 3.1.6 MGP和 CDs浓度对复合材料力学性能的影响 |
| 3.1.7 小结 |
| 3.2 诱导剂颗粒粒径对复合材料的影响 |
| 3.2.1 诱导剂颗粒粒径对复合材料致密化行为的影响 |
| 3.2.2 诱导剂颗粒粒径对复合材料组织结构的影响 |
| 3.2.3 诱导剂颗粒粒径对复合材料石墨化程度的影响 |
| 3.2.4 诱导剂颗粒粒径对复合材料力学性能的影响 |
| 3.2.5 小结 |
| 3.3 碳布对CDs改性二维网胎预制体增强复合材料的影响 |
| 3.3.1 CDs对二维网胎增强复合材料组织的影响 |
| 3.3.2 CDs对二维网胎增强复合材料力学性能的影响 |
| 3.3.3 碳布对CDs改性二维网胎增强复合材料组织的影响 |
| 3.3.4 碳布对CDs改性二维网胎增强复合材料力学性能的影响 |
| 3.3.5 小结 |
| 3.4 MGP和 CDs诱导高织构热解碳的形成机理探讨 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）水热电泳生长ZnO纳米棒/碳布多尺度增强摩擦材料的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 碳纤维简介 |
| 1.2 碳纤维增强树脂基复合材料 |
| 1.3 碳纤维的表面改性方法 |
| 1.3.1 氧化法 |
| 1.3.2 表面接枝法 |
| 1.3.3 多尺度改性 |
| 1.4 本论文的选题依据、研究内容及创新点 |
| 1.4.1 选题依据 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 复合材料的制备工艺 |
| 2.4 测试与分析 |
| 2.4.1 X光衍射仪分析(XRD) |
| 2.4.2 红外光谱(FTIR) |
| 2.4.3 拉曼光谱(Raman) |
| 2.4.4 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.5 透射电子显微镜(TEM) |
| 2.4.6 X射线光电子能谱(XPS) |
| 2.4.7 接触角测试 |
| 2.4.8 力学性能测试 |
| 2.4.9 摩擦磨损性能测试 |
| 3. 电泳时间对ZnO纳米棒/碳布多尺度增强复合材料的影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设计 |
| 3.3 碳纤维表面结构分析 |
| 3.3.1 XRD分析 |
| 3.3.2 SEM分析 |
| 3.3.3 红外光谱分析 |
| 3.3.4 拉曼光谱分析 |
| 3.4 复合材料摩擦磨损性能研究 |
| 3.4.1 摩擦系数分析 |
| 3.4.2 磨损分析 |
| 3.5 拉伸性能分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4. 无损改性碳布表面生长ZnO纳米棒增强复合材料性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验设计 |
| 4.3 碳纤维表面结构分析 |
| 4.3.1 ZnO纳米棒/碳布形貌分析 |
| 4.3.2 XRD分析 |
| 4.3.3 红外光谱分析 |
| 4.3.4 XPS分析 |
| 4.4 复合材料力学性能研究 |
| 4.4.1 拉伸性能分析 |
| 4.4.2 三点弯曲性能分析 |
| 4.5 复合材料摩擦磨损性能研究 |
| 4.5.1 摩擦磨损性能分析 |
| 4.5.2 磨损后形貌分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 PEI-ZnO/碳布增强树脂基复合材料性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 碳纤维表面结构分析 |
| 5.3.1 碳纤维形貌图 |
| 5.3.2 红外光谱图 |
| 5.4 表面化学特征分析 |
| 5.4.1 XPS分析 |
| 5.4.2 碳纤维浸润性分析 |
| 5.5 复合材料力学性能研究 |
| 5.5.1 拉伸性能 |
| 5.5.2 三点弯曲性能 |
| 5.5.3 弯曲断裂形貌分析 |
| 5.5.4 PEI-ZnO纳米棒/碳布复合材料增强机理 |
| 5.6 复合材料摩擦磨损性能分析 |
| 5.6.1 摩擦系数及磨损率分析 |
| 5.6.2 磨损后形貌分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
（9）端炔基遥爪型聚酰亚胺（API）的制备及T300碳纤维布/API复合材料性能（论文提纲范文）
| 1 实验材料及方法 |
| 1.1 原材料 |
| 1.2 树脂的制备 |
| 1.3 T300碳纤维布(T300碳布)/API复合材料的制备 |
| 1.4 测试与表征 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 API树脂的微观结构 |
| 2.2 API树脂的加工性能 |
| 2.3 API树脂的固化反应 |
| 2.4 API固化物的热稳定性 |
| 2.5 T300碳布/API复合材料的力学性能 |
| 3 结 论 |
（10）碳布表面均匀生长碳纳米管的工艺优化及其增强复合材料的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 碳布增强复合材料的研究 |
| 1.2.1 应用现状与发展前景 |
| 1.2.2 受限因素 |
| 1.2.3 改进措施 |
| 1.3 CNTs/碳布增强复合材料的研究 |
| 1.3.1 CNTs/碳布增强复合材料的制备方法 |
| 1.3.2 CNTs/碳布增强复合材料力学性能的增强机制 |
| 1.4 目前存在的问题 |
| 1.5 本文的研究目的与研究内容 |
| 第二章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 技术路线 |
| 2.2 实验材料与实验设备 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.3 碳布/碳纤维表面生长CNTs的工艺过程 |
| 2.3.1 碳布/碳纤维脱浆处理 |
| 2.3.2 碳布/碳纤维表面改性预处理 |
| 2.3.3 碳布/碳纤维表面加载催化剂 |
| 2.3.4 碳布/碳纤维表面生长CNTs |
| 2.4 测试及表征方法 |
| 2.4.1 CNTs/碳布及其增强复合材料的FESEM表征 |
| 2.4.2 CNTs/碳布微结构的HRTEM表征 |
| 2.4.3 CNTs/碳布结构有序度的拉曼光谱表征 |
| 2.4.4 CNTs/碳布的单丝拉伸强度表征 |
| 2.4.5 碳布表面官能团的FTIR定性表征 |
| 2.4.6 碳布表面化学成分的XPS定量表征 |
| 2.4.7 碳布晶体结构的XRD表征 |
| 2.4.8 CNTs/碳布增强复合材料的ILSS表征 |
| 第三章 表面改性预处理对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 单向碳纤维的电化学处理改性 |
| 3.2.1 碳纤维的电化学处理与CNTs/碳纤维的制备 |
| 3.2.2 电化学改性对碳纤维生长CNTs形貌与性能的影响 |
| 3.2.3 碳布表面改性的困难性分析 |
| 3.3 碳布的表面改性预处理及CNTs/碳布增强体的制备 |
| 3.3.1 热解碳(PyC)的表面沉积预处理 |
| 3.3.2 氢氧化钠(NaOH)的表面蚀刻预处理 |
| 3.3.3 双氧水(H_2O_2)的表面活化预处理 |
| 3.3.4 CNTs/碳布增强体的制备 |
| 3.4 表面改性预处理对CNTs/碳布及其增强复合材料的影响 |
| 3.4.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 3.4.2 对CNTs/碳布拉伸性能的影响 |
| 3.4.3 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 3.4.4 对CNTs/碳布增强复合材料断面形貌的影响 |
| 3.5 NaOH与H_2O_2处理对碳布表面改性效果的对比分析 |
| 3.5.1 改性碳布的FTIR分析 |
| 3.5.2 改性碳布的XPS分析 |
| 3.5.3 改性碳布的XRD分析 |
| 3.5.4 改性碳布的拉曼光谱分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 催化工艺参数对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 CNTs/碳布增强体及其复合材料的制备 |
| 4.2.1 不同催化剂前驱体浸渍时间下CNTs碳布增强体的制备 |
| 4.2.2 不同催化剂种类下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 4.2.3 不同催化剂还原温度下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 4.2.4 不同催化剂还原时间下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 4.2.5 CNTs/碳布增强复合材料的制备 |
| 4.3 浸渍时间对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 4.3.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 4.3.2 对CNTs/碳布交叉点处形貌的影响 |
| 4.3.3 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 4.3.4 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 4.4 催化剂种类对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 4.4.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 4.4.2 对CNTs微观结构的影响 |
| 4.4.3 对CNTs/碳布石墨化程度的影响 |
| 4.4.4 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 4.4.5 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 4.5 还原温度对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 4.5.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 4.5.2 对CNTs微观结构的影响 |
| 4.5.3 对CNTs/碳布石墨化程度的影响 |
| 4.5.4 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 4.5.5 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 4.6 还原时间对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 4.6.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 4.6.2 对CNTs/碳布石墨化程度的影响 |
| 4.6.3 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 4.6.4 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 CVD工艺参数对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 碳布一步法生长CNTs及其复合材料的制备 |
| 5.2.1 不同生长温度下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 5.2.2 不同生长时间下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 5.2.3 不同氢气比例下CNTs/碳布增强体的制备 |
| 5.2.4 CNTs/碳布增强复合材料的制备 |
| 5.3 生长温度对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 5.3.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 5.3.2 对CNTs微观结构的影响 |
| 5.3.3 对CNTs/碳布石墨化程度的影响 |
| 5.3.4 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 5.3.5 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 5.4 生长时间对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 5.4.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 5.4.2 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 5.4.3 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 5.5 氢气比例对碳布生长CNTs及其复合材料的影响 |
| 5.5.1 对CNTs/碳布表面形貌的影响 |
| 5.5.2 对CNTs/碳布石墨化程度的影响 |
| 5.5.3 对CNTs微观结构的影响 |
| 5.5.4 对CNTs/碳布拉伸强度的影响 |
| 5.5.5 对CNTs/碳布增强复合材料ILSS的影响 |
| 5.5.6 对CNTs/碳布增强复合材料断面形貌的影响 |
| 5.6 CNTs对碳布拉伸强度的增强机理 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 参与的科研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、碳布复合材料力学性能研究（论文参考文献）
- [1]耐200℃缠绕成型聚三唑复合材料应用基础研究[D]. 李莹新. 航天动力技术研究院, 2021(01)
- [2]薄层化碳布缝合碳/碳复合材料制备与性能[J]. 刘宇峰,李同起,冯志海,王金明,张莹,王雅雷,熊翔. 复合材料学报, 2021(04)
- [3]柔性可拉伸锌-空气电池的制备及性能研究[D]. 曲盛祥. 天津大学, 2020(01)
- [4]结构-储能一体化碳纤维/环氧树脂复合材料的制备及性能研究[D]. 陈永乐. 上海交通大学, 2020(01)
- [5]基于改性碳布柔性全固态超级电容器的构建及其储能性能[D]. 窦振军. 东华大学, 2020(03)
- [6]rGO-C/C-SiC复合材料的制备及性能研究[D]. 周露. 重庆交通大学, 2020(01)
- [7]MGP和CDs诱导高织构碳/碳复合材料的组织及性能研究[D]. 张胜. 兰州理工大学, 2020(12)
- [8]水热电泳生长ZnO纳米棒/碳布多尺度增强摩擦材料的制备与性能研究[D]. 张立洁. 陕西科技大学, 2020(02)
- [9]端炔基遥爪型聚酰亚胺（API）的制备及T300碳纤维布/API复合材料性能[J]. 王呈成,袁荞龙,黄发荣. 复合材料学报, 2020(03)
- [10]碳布表面均匀生长碳纳米管的工艺优化及其增强复合材料的研究[D]. 路瑞佼. 山东大学, 2019(09)