納米炭纖維改性對C/C復合材料摩擦磨損的影響

盧雪峰，　肖　鵬

(1. 江南大學 生態紡織教育部重點實驗室， 江蘇 無錫214122;2. 中南大學 粉末冶金國家重點實驗室， 湖南 長沙410083)

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納米炭纖維改性對C/C復合材料摩擦磨損的影響

盧雪峰1，肖鵬2

(1. 江南大學 生態紡織教育部重點實驗室， 江蘇 無錫214122;2. 中南大學 粉末冶金國家重點實驗室， 湖南 長沙410083)

采用催化化學氣相法在炭纖維表面原位生長納米炭纖維后，再通過化學氣相滲透法制備出納米炭纖維改性C/C復合材料。采用微動摩擦磨損試驗考察納米炭纖維改性C/C復合材料的摩擦磨損性能，探討原位生長納米炭纖維對C/C復合材料摩擦磨損機理。結果表明，采用納米炭纖維改性后C/C復合材料的摩擦過程更平穩，磨損量減小。納米炭纖維與熱解炭形成復合基體，這種復合基體在摩擦過程中形成高強度高模量的摩擦膜，從而影響復合材料的摩擦性能。

C/C復合材料； 納米炭纖維； 摩擦性能

1　前言

炭/炭復合材料(C/C復合材料)具有高強度、高模量、高斷裂韌性、高導熱和低密度等優異特性，在機械、電子、化工、冶金和核能等領域中得到越來越廣泛的應用[1-3]。由于C/C 復合材料是以炭纖維為增強體、以炭為基體的化學成分單一的復合材料，炭纖維和基體炭的結構以及他們之間的界面直接影響C/C 復合材料的綜合性能。碳元素的結構多樣性和復合材料的結構復雜性導致不同C/C復合材料的摩擦磨損性能波動比較大[4]。納米炭纖維(CNF)是與C/C復合材料結構最相似的材料之一，其直徑分布在10～500 nm，長度分布在0.5～100 μm，介于納米碳管與普通炭纖維之間，并且與炭纖維具有良好的相容性[5]。……