溶胶-凝胶法在碳纤维表面涂覆纳米Ti02薄膜的研究

论文编号:HG352    

 摘 要

碳纤维是一种由有机母体纤维在1000～3000℃的高温惰性气体下分解而制得的无机材料，具有低密度、高强度、高模量等优良的特性。因此在航空、航天、生物材料以及民用工业等许多高技术领域有着广泛的应用前景。但是由于碳纤维抗氧化性能比较差，在400℃以上的空气中就会出现明显的失重和强度降低的现象，而且碳纤维与某些金属基体的浸润性不好，很难形成致密、性能优良的复合材料[2]。

本课题采用溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为前驱体，无水乙醇为溶剂，盐酸伪抑制剂制备溶胶，然后用浸蘸方法在碳纤维表面涂覆溶胶，然后凝胶化和热处理，在碳纤维表明成功涂覆TiO2薄膜。并探讨了水、乙醇的加入量和涂覆次数对其抗氧化性的影响，并以硫酸铜为烧结助剂在碳纤维表面制得TiO2涂层。利用XRD、SEM和TEM分析了涂层相组成及形貌。

关键词  碳纤维 溶胶凝胶法 TiO2薄膜  抗氧化性能

目  录

1  绪论 1

1.1  本课题研究的背景和意义 1

1.2 钛醇盐气相分解法 2

1.3 化学沉淀法 2

1.4 热避低压MOCVD法 3

1.5 丝网印刷法 3

1.6  溶胶- 凝胶法 3

1.7 研究目的、内容及意义 6

1.8 本课题要研究和解决的问题 6

2 TiO2涂层碳纤维的制备 8

2.1 实验原料和规格 8

2.2  主要仪器及型号 8

2.3  碳纤维的预处理 8

2.4  TiO2溶胶的制备 9

2.5  碳纤维表面TiO2涂层的制备 9

2.6  TiO2 涂层碳纤维的分析 9

2.7  TiO2 涂层的单因素实验 12

2.8  小结 14

3  致密化涂层的制备 15

3.1  硫酸铜为烧结助剂 15

3.2  氧化硼为烧结助剂 20

4  复合涂层的制备 24

4.1  实验原料和规格 24

主要仪器及型号 24

4.2  碳纤维的预处理 24

4.3  混合溶胶的制备 25

4.4   碳纤维表面复合涂层的涂覆步骤同上2.5所述 25

4.5   复合涂层碳纤维的分析 25

5  总结 28

致 谢 29

参考文献 30