低密度碳粘接碳纤维复合材料(CBCF)抗氧化改性研究

摘要： 以全氢聚硅氮烷(PHPS)为原料, 采用浸渍-热转化方法, 在低密度碳粘接碳纤维复合材料(CBCF)中短切碳纤维表面成功包覆硅氧氮(SiON)涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)等分析测试手段对碳纤维表面的SiON涂层进行了形貌和物相分析, 结果表明: 涂层主要由Si、O、N元素组成, 在PHPS浓度为3wt%和5wt%条件下制备的涂层均匀、致密, 随着PHPS浓度的提高, 涂层厚度增加, 但易发生结块。当PHPS浓度为10wt%和20wt%时, 制备的SiON涂层出现结块并且存在裂纹。采用热重分析和等温氧化实验对纯CBCF和SiON涂层改性的CBCF复合材料抗氧化性能进行考核, 结果显示碳纤维表面包覆SiON涂层能够显著提高CBCF复合材料的抗氧化性, 随着PHPS浓度增大, 低密度CBCF复合材料抗氧化性能显著提高。