论文部分内容阅读
用于粮食、药品加工的密炼机,需要采用无油润滑机械动密封材料。本项目的目的是开发一种适用、先进、经济的机械动密封C/C复合材料以满足这一需求。采用一种新型的热固性树脂即缩合多核芳香烃树脂(COPNA)作为液相浸渍剂,用浸渍与化学气相渗透相结合的增密工艺制备C/C复合材料。利用红外光谱、热重/差热(TG/DTA)、粘度计、金相显微镜、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等分析手段对COPNA树脂合成反应过程、热稳定性、流变性及炭纤维增强热解炭和COPNA树脂炭基体复合材料的组织结构和石墨化度等进行研究,对炭纤维增强热解炭和COPNA树脂炭基体复合材料与炭纤维增强热解炭和呋喃树脂炭基体复合材料的力学性能和摩擦磨损性能进行对比分析。研究结果表明:
(1)合成COPNA B-树脂的较佳工艺参数为交联剂与单体的摩尔比为2.5,催化剂用量为5%,反应温度为170℃,残炭率达到76%。COPNA树脂是一种粘度小、耐热、残炭率高的新型树脂。
(2)炭纤维增强热解炭和COPNA树脂炭基体复合材料的压缩弹性模量为13~39GPa,抗压强度为85~196MPa,最大压缩力为8~20KN;而炭纤维增强热解炭和呋喃树脂炭基体复合材料的压缩弹性模量为10~25GPa,抗压强度为64~80MPa,最大压缩力为6~8KN。分析材料的断裂行为和断口表明:COPNA树脂与炭纤维的表面结合力强,基体塑性较好,受到机械应力作用时,较少发生炭纤维拔出、基体炭脆性断裂及崩落的现象。
(3)与炭纤维增强热解炭和呋喃树脂炭基体复合材料比较,炭纤维增强热解炭和COPNA树脂炭基体复合材料的摩擦系数低且稳定,摩擦系数随载荷、材料密度的增加而降低,随摩擦时间的延长,摩擦系数趋于一个较低的稳定值。