溶胶-凝胶法在碳纤维表面涂覆纳米Ti02薄膜的研究

本文ID：127382

论文字数:15004

论文编号:HG352 论文字数:15004

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

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