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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林虹妤
研究生(外文):Horng-Yu Lin
論文名稱:碳纖維強化酚醛基之碳/碳複合材料應力石墨化現象之研究
論文名稱(外文):Stress graphitization of Carbon fiber reinforced phenolic resin based carbon/carbon composites
指導教授:林進誠林進誠引用關係
指導教授(外文):Jinn-Cherng Lin
學位類別:碩士
校院名稱:北台科學技術學院
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:38
中文關鍵詞:碳/碳複合材料應力石墨化
外文關鍵詞:carbon/carbon compositesStress graphitization
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本實驗利用拉曼光譜與X光繞射探討碳/碳複合材料料經不同溫度熱處理後微結構變化以及應力石墨化現象。實驗所用之碳/碳複合材料是以聚丙稀腈系的二維碳纖維布作為強化材,以酚醛樹脂作為碳基材之前驅體,並藉由纖維前處理溫度不同的方式,改變纖維與基材間之界面鍵結強度。纖維前處理為對纖維施以1400℃及2000℃熱處理。實驗結果顯示,複材在經過2400℃熱處理後基材會產生應力石墨化現象,而1400℃熱處理之複材並無此現象。拉曼分析結果發現,纖維未經預先熱處理之複材,其應力石墨化現象越明顯,此可能與經預先熱處理會降低纖維與基材間之鍵結強度有關。
Raman spectroscopy and X-ray diffraction were used to investigate the microstructure and stress graphitization phenomenon of carbon/carbon composites with different heat treatment temperatures. The carbon/carbon composites were fabricated using two-dimensional PAN-based carbon fiber fabrics as reinforcement and phenolic resin as the precursor of carbon matrix. The fiber-matrix interfacial bonding of the composites was modified by fiber pre-heat treatment at two different temperatures, 1400℃ and 2000℃. Experimental results indicate that stress graphitization occurs in the matrix when the composites were heat treated at 2400℃and that no stress
graphitization was observed at 1400℃. Raman analyses show that the stress graphitization phenomenon is more significant for fibers without pre-heat treatment, which is probably attributed to the decrease of interfacial bonding with fiber pre-heat treatment.
中文摘要 ………………………………………………………………………… i
英文摘要 ………………………………………………………………………… ii
目錄 ………………………………………………………………………… iii
圖目錄 ………………………………………………………………………… v
表目錄 ………………………………………………………………………… vi
第一章、 前言…………………………………………………………………… 1
第二章、 文獻回顧……………………………………………………………… 3
2.1 強化材………………………………………………………………… 3
2.1.1 嫘縈基碳纖維………………………………………………………… 4
2.1.2 聚丙烯腈基碳纖維…………………………………………………… 4
2.1.3 瀝青基碳纖維………………………………………………………… 4
2.1.4 氣相成長碳纖維……………………………………………………… 5
2.2 基材…………………………………………………………………… 6
2.3 介面鍵結對碳/碳複合材料之影響………………………………………… 8
2.4 應力石墨化…………………………………………………………… 9
2.4.1 掃描式電子顯微鏡分析……………………………………………… 11
2.4.2 X光繞射分析………………………………………………………… 12
2.4.3 拉曼光譜分析………………………………………………………… 13
第三章、 實驗流程與規劃……………………………………………………… 15
3.1 複材材料的選擇………………………………………………………… 15
3.2 實驗流程……………………………………………………………… 15
3.3 實驗方法……………………………………………………………… 15
3.3.1 碳/碳複材的製作………………………………………………………… 15
-iv-
3.3.2 光學顯微鏡觀測………………………………………………………… 16
3.3.3 X-ray 繞射分析………………………………………………………… 16
3.3.4 拉曼光譜量測…………………………………………………………… 16
第四章、 結果與討論…………………………………………………………… 19
4.1 X 光繞射分析………………………………………………………… 19
4.2 拉曼光譜量測…………………………………………………………… 25
4.2.1 纖維預處理對石墨化程度之影響………………………………………… 25
4.2.2 複材內部不同位置之石墨化程度………………………………………… 32
第五章、 結論…………………………………………………………………… 36
參考文獻 ………………………………………………………………………… 37
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