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本论文主要研究以聚酰亚胺薄膜为原料制备碳材料,通过层压、碳化等工艺,制备出表面光洁、完整的碳膜。通过元素分析、TG、DSC、红外、XRD、材料万能实验机、SEM、激光法导热分析仪LFA 447Nanoflash等,对碳膜结构和性能进行了研究,得出了规律性的结论。 制备工艺的研究结果表明:碳化压力和速率是影响制品表观和性能的决定性因素。过高的压力和过快的碳化速率易使制品出现裂纹、空洞现象。制备理想的样品,须在适当的压力下首先将薄膜层压成型,然后在一定的压力和碳化速率下进行碳化。 碳化温度影响碳膜的结构与性能:温度达到600℃时薄膜脱氧,材料开始向晶体结构转变,此时材料力学性能出现明显增强现象;材料700℃时逐渐衍生出类石墨结构,对应电性能发生突变,导电性显著提高。结合IR和元素分析明确薄膜700℃之后产生杂环的合并,脱除残留的氮氧,形成连续巨大的芳杂环多环化合物,温度持续升高,稠环芳构化,类石墨结构的六角碳网层面逐渐生长,这与材料电性能和力学性能700℃以后逐渐增大相一致。 石墨化处理到2300℃和2800℃,材料晶格参数及电阻率和导热系数存在较大差异:2300℃石墨化后Lc为3nm、石墨化度15%;2800℃石