奈米碳管對碳/碳複合材料機械性質與物理性質之影響

The Effect of CNT on Mechanical and Physical Properties of C/C Composites

蘇皇碩(Huang-Suo Su)

指導教授 ： 葉銘泉

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2010年)

摘要

碳/碳複合材料擁有低密度、低熱膨脹係數、高機械疲勞抵抗力，在極高溫的無氧環境時(高達約2200℃)仍可以維持相當優良的抗拉強度等優點，但其在碳化過程中由於高溫的裂解易導致碳/碳複合材料內部產生許多的孔隙，應此需要致密化來填補孔隙，但致密化處理耗時且繁雜，在製造過程中增加生產成本。因此本研究利用擁有良好機械性質、熱性質與物理性質之奈米碳管做為補強材，不僅抑止孔洞生長，並且提升碳/碳複合材料機械性質與物理性質。
由結果顯示，添加1.2 wt%奈米碳管擁有最佳的彎曲強度、彎曲模數與層間剪切強度，分別提升23%、19.2%與30%。在三種老化環境中，添加1.2 wt%奈米碳管之碳/碳複合材料其較具有抗老化作用。添加奈米碳管後，降低碳/碳複合材料熱膨脹係數並且增加熱傳導係數與氧化燃燒溫度，有效提高碳/碳複合材料之熱穩定性。

關鍵字

碳/碳複合材料 ； 奈米碳管 ； 機械性質 ； 物理性質 ； 熱性質

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Carbon/Carbon composite ； Carbon nanotubes ； Machanical properties ； physical properties ； thermal properties

參考文獻

[25] M.A. Kiselev and A.I. Kuzayev, “Preparation and properties of silicone Modified Phenol-Formaldehyde Resin,” U.S Patent 2685054, 1968.

[2] K.K. Chawla, “Composite Material Science and Engineering,” Springer-Verlag, New York, pp. 6-228, 1987.

[5] G. Savage, “Carbon-Carbon Composites,” Chapman & Hall, London, pp. 323-346, 1993.

[6] E. Fitzer, “The Future of Carbon-Carbon Composites,” Carbon, Vol.25, pp. 163-190, 1987.

[7] H.H. Kuo, J.H. Chern Lin and C.P. Ju, “Effect of carbonization rate on the properties of a PAN/phenolic-based carbon/carbon composite,” Carbon, Vol.43 pp. 229-239, 2004.