分析化學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文碳材料催化石墨化研究

1、分析化學(xué)專業(yè)畢業(yè)論文 精品論文 碳材料催化石墨化研究關(guān)鍵詞：聚丙烯腈基碳纖維 酚醛樹脂 陽極氧化 化學(xué)鍍 石墨化摘要：碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研

2、究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖耍菊撐膶郾╇?PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維

3、組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨

4、化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究

5、碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。正文內(nèi)容 碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地

6、降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)。基于此，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和N

7、i-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)

8、合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的

9、關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤

10、其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖耍菊撐膶郾╇?PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni

11、-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨

12、化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化

13、學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論

14、文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法

15、預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的

16、修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降

17、噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)。基于此，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹

18、脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；

19、研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材

20、料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料

21、組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了

22、研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維

23、石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)

24、合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝

25、性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳

26、纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化

27、效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了

28、Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用

29、于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+Pb

30、Cl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體

31、系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程

32、度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療

33、器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B

34、沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co

35、原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展

36、示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微

37、觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下： (1)電化學(xué)外表處理PAN基碳纖維的催化石墨化研究：采用陽極氧化和SnCl2敏化+PbCl2活化方法預(yù)處理碳纖維，然后利用化學(xué)鍍方法將Ni-B沉積到碳纖維外表。重點(diǎn)研究了陽極氧化法及Ni-B催化劑對

38、PAN基碳纖維石墨化的影響；通過掃描電鏡圖觀察纖維外表形貌的變化，采用X射線衍射法和激光拉曼光譜法對碳纖維組織結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行了表征。結(jié)果說明，陽極氧化和Ni-B催化劑對碳纖維的石墨化均具有促進(jìn)作用。 (2)Ni-Co合金對PAN基碳纖維的催化石墨化：采用陽極氧化方法預(yù)處理碳纖維，利用電鍍方法將Ni-Co沉積到碳纖維外表；研究了Ni、Co、Ni-Co催化體系體系對PAN基碳纖維石墨化度的影響。結(jié)果說明，Ni-Co催化體系的催化石墨化效果比單獨(dú)的Ni、Co催化效果好，說明了Ni-Co催化體系對PAN基碳纖維石墨化具有顯著的催化效果。當(dāng)Ni/Co原子比為2：1時，2400熱處理溫度下，碳纖維的d002

39、降低到0.3359 nm，Lc(002)增高31.02 nm，展示了最高的石墨化度。Ni-Co合金催化石墨化方法簡單，石墨化效果好，可開發(fā)應(yīng)用于碳/碳復(fù)合材料的催化石墨化。 (3)碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料石墨化的研究：采用簡單的溶膠-凝膠法在PAN基碳纖維上均勻的修飾了Ti-B催化劑涂層然后制備碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料。通過電鏡掃描分析得出Ti-B催化的碳纖維和酚醛樹脂結(jié)合比擬均勻且結(jié)合緊密。同時利用拉曼光譜和X線衍射法研究了Ti-B催化體系對PAN基碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料石墨化程度的影響；通過比擬得出，Ti-B催化體系對碳基復(fù)合材料展示了很好的催化劑效果，同時隨著溫度升高，碳材料的石墨化程

40、度逐漸提高。在2400熱處理溫度下，碳的d002降低到0.3363 nm，催化石墨化效果較好，為進(jìn)一步研究碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料的石墨化度與力學(xué)性質(zhì)的關(guān)系奠定了根底。碳材料具有高比強(qiáng)度、高比模量、耐熱、耐化學(xué)腐蝕、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、抗輻射、良好的阻尼、減震、降噪等一系列綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元；酚醛樹脂具有原料易得、本錢低廉、耐熱、耐燒蝕、工藝性良好等優(yōu)點(diǎn)，是常用的復(fù)合材料的基體樹脂。碳材料廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事等尖端領(lǐng)域以及高級體育休閑用品、醫(yī)療器械、機(jī)械、交通等民用行業(yè)。碳材料的性能與其結(jié)晶度、宏微觀結(jié)構(gòu)和外表特性等方面有很大的關(guān)系，通過高溫?zé)崽幚淼确椒梢允固加蔁o序向有序化結(jié)構(gòu)開展(即石墨化)。許多研究說明，適當(dāng)添加一些無機(jī)、有機(jī)添加劑可以有效地降低轉(zhuǎn)化溫度(催化石墨化)。因此，碳材料石墨化的研究，尤其是催化石墨化研究是國內(nèi)外碳材料研究的重點(diǎn)?；诖?，本論文對聚丙烯腈(PAN)基碳纖維和PAN基碳纖維增強(qiáng)酚醛樹脂復(fù)合材料的催化石墨化以及化學(xué)鍍和電鍍方法修飾碳纖維做了研究，具體研究內(nèi)容如下：