题目：预氧丝针刺毡制备炭/炭复合材料工艺的研究

本文旨在研究预氧丝制备炭/炭复合材料工艺的研究，通过公式计算、CHEMIKIN软件模拟研究了甲烷氢气的裂解过程，讨论了氢气对于甲烷裂解的影响，为研究甲烷氢气体系作为碳源体系提供了理论基础。为验证模拟结果，对不同甲烷氢气比例制备炭/炭复合材料进行了系统研究，对炭化后的预氧丝针刺毡和炭纤维预制体进行等温等压化学气相沉积致密化处理，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、偏光显微镜（PLM）、力学性能等测试技术对制备得到的炭/炭复合材料进行性能比较，系统分析不同纤维种类对热解炭结构及性能的影响。对甲烷氢气体系研究发现，氢气的加入提高了甲烷充分裂解的温度，促进了 C2组分的产生而对C6的组分有明显的抑制作用，同时氢气对于甲烷等烃类气体表面成碳反应有明显的抑制作用。在甲烷氢气制备炭/炭复合材料的过程中，氢气的加入在致密化初期会对沉积速率有明显的减小作用，制备炭/炭复合材料密度分布更加均匀。随着碳源气体中氢气比例的增加，样品中粗糙层热解炭的区域逐渐扩大，石墨化度逐渐增高，样品密度逐渐变大，其弯曲强度和模量得到了很大的提高。本实验中最优的甲烷氢气比例为2:1。以预氧丝与炭纤维制备炭/炭复合材料的实验中，预氧丝制备的炭/炭复合材料热解碳以粗糙层与各向同性层为主。炭纤维制备的炭/炭复合材料热解碳以粗糙层与光滑层为主。预氧丝样品中粗糙层热解碳含量明显比炭纤维样品的含量高。两种纤维制备得到的炭/炭复合材料密度相差不大，与炭纤维样品相比，预氧丝样品的弯曲强度与弯曲模量都要低，但其韧性相对更好。