关键词： 闪烧   氧化锆复合陶瓷   力学性能   碳化硅晶须   氧化铝晶须  

摘要： 氧化锆陶瓷由于其具有优异的性能,在高性能陶瓷工程领域中的应用广泛,人们为了获得性能更好的氧化锆陶瓷材料,以氧化锆为基体材料添加其他的添加项,制备出性能更优异的氧化锆复合陶瓷材料。但是由于第二相的加入会形成约束烧结,导致烧结困难,临界电场辅助陶瓷闪烧技术可突破异质陶瓷烧结过程中的烧结约束,实现异质陶瓷体系的低温无压快速致密化,有望解决受约束烧结难题。 本文以3YSZ、3YSZ/AlO、3YSZ/AlO和3YSZ/Si C（3YSZ:3mol.%氧化钇稳定氧化锆）陶瓷为研究对象,开展了闪烧行为、相对密度、物相、显微形貌、力学性能和电导率等方面的研究。主要研究内容和结论如下: 研究了三种复合陶瓷的闪烧行为。结果表明:电场强度会对闪烧所炉温造成影响,电场强度增高,闪烧炉温降低。电流密度固定值,电场强度增加,样品闪烧温度上升;电场强度维持不变,电流密度增加样品闪烧温度上升。 研究了电场对3YSZ/AlO和3YSZ/AlO两种复合材料的制备效果。结果表明:在氧化铝晶须/氧化锆这种存在烧结约束的体系中,闪烧可显著降低烧结约束,实现了异质复合陶瓷的低温快速致密化,而在氧化铝粉体/氧化锆这类本身无烧结约束（即传统无压烧结即可完成致密化）体系中,闪烧制备的样品较传统无压烧结并无显著优势。 研究了复合陶瓷的硬度和断裂韧性。制备出了高密度3YSZ/AlO以及3YSZ/AlO陶瓷材料,测试了力学性能并分析了氧化铝晶须的增韧机制。经过优化后相对密度均能达到94%以上,其中,3YSZ/AlO体系的硬度最高（15.23 GPa）;3YSZ/AlO体系的断裂韧性优秀,最高能够达到5.36 MPa·m。3YSZ/AlO复合陶瓷材料中氧化铝晶须的增韧机制主要为:裂纹偏转、晶须桥联和晶须拔出等。 研究了三种材料的电导率,并分析了三种材料闪烧导电机制。结果表明:3YSZ/Si C、3YSZ、3YSZ/AlO在固定的电场强度,电流密度改变的情况下,三种材料闪烧前后电导率存在区别,闪烧前几组样品的电导率以氧化锆（因为氧化锆是主体相）的电导为主。闪烧过程中由于大量缺陷的产生促进了物质传输,降低了烧结约束,因此在氧化铝晶须的体系里闪烧的密度较好,而碳化硅晶须从活化能推测缺陷激发的不足,因此烧结约束仍然存在,致密化效果不好。

关键词： 高熵碳化物陶瓷   放电等离子体烧结   碳化硅晶须   碳化硅颗粒   增韧机理   微观形貌   元素组成   力学性能  

摘要： 随着核技术的发展，新型反应堆需要具备更高安全性能的新型材料。高熵碳化物陶瓷材料因其特殊的结构以及独有的四大效应使其具有高熔点、高硬度、高化学惰性、高耐辐射性等特点。这些特点使得高熵碳化物陶瓷成为航空航天、核工程、陶瓷工具等领域的研究重点之一。但高熵碳化物陶瓷较低的韧性和强度限制了它在实际工程中的应用。针对高熵碳化物陶瓷(MoTaTiVW)C5,本文以过渡金属碳化物为原料，经过球磨混合后使用放电等离子体烧结炉在不同温度下烧结了添加不同含量碳化硅晶须与碳化硅颗粒增韧二次项的(MoTaTiVW)C5-SiCw和(MoTaTiVW)C5-SiCp复合陶瓷，对其微观形貌、元素组成和力学性能进行研究。主要研究结果如下:　　(1)对于晶须增韧的复合陶瓷，由于晶须所具有的棒状结构在高温下会发生破碎断裂，选择1700℃的烧结温度有利于晶须形貌的完整，以此温度烧结不同晶须含量的复合陶瓷，随着晶须含量的增加，(MoTaTiVW)C5-SiCw复合陶瓷的硬度、韧性和抗弯强度均呈现出先升后降的趋势，并且在含量为5wt.％时达到最大值。与纯相(MoTaTiVW)C5陶瓷相比，(MoTaTiVW)C5-5 wt.％SiCw的断裂韧性由3.67±0.23 MPa·m-1/2 提升至 6.26±0.21 MPa·m-1/2。抗弯强度由 574.47±0.23 MPa增加到了 1099.8±0.21 MPa。韧性和强度的提升归功于晶须对裂纹偏转、桥连和晶须拔出机制，同时高熵碳化物陶瓷原位生成的氧化物颗粒也对裂纹延展起到抑制作用，并以颗粒弥散强化增强了复合陶瓷的强度。(MoTaTiVW)C5-SiCw复合陶瓷的硬度保持在18GPa左右，氧化物颗粒的存在是其硬度较低的原因。　　(2)对于颗粒增韧的复合陶瓷，由于不存在晶须结构破碎的问题，因此可以选择更高的烧结温度。在1900℃下烧结了不同颗粒含量的(MoTaTiVW)C5-SiCp复合陶瓷，随着含量的增加，复合陶瓷的硬度和抗弯强度呈现先升后降的趋势,断裂韧性一直提升。当碳化硅颗粒含量为10 wt.％时，断裂韧性达到6.17±0.37 MPa·m-1/2,大于未增韧前的3.51±0.17MPa·m-1/2。抗弯强度在5 wt.％时达到最大值1074.56±37.42 MPa。颗粒增韧的主要机理为裂纹的偏转。　　碳化硅晶须增韧复合陶瓷相比碳化硅颗粒增韧复合陶瓷具有更低的烧结温度以及更好的力学性能。本论文研究对高熵碳化物陶瓷增强增韧以满足实际应用条件的性能评价工作具有重要的推进作用。

关键词： C/C复合材料   SiO2/C复合材料   热解碳   碳化硅晶须   拉伸性能  

摘要： 碳/碳复合材料（C/C）主要由碳纤维和基体两部分组成,其中碳纤维及其织物作为增强体存在。碳素材料本身具有高熔点特性,因此C/C复合材料作为结构材料不仅具有高比强度、高比模量和良好的断裂韧性等优异的力学性能,同时还耐高温。尤其值得一提的是,随着温度升高,C/C复合材料的强度不降反升,这是其他结构材料所不能比拟的。由于C/C复合材料优异的高温力学性能,使其一经问世就受到航空航天领域的极大重视并取得了长足发展,成为了航空航天材料中不可或缺的一员。目前已经成熟应用于洲际导弹端头材料、燃气轮机热端部件以及固体火箭发动机喷管等。虽然C/C复合材料应用广泛,但是其自身存在的问题也不容忽视,如纤维-基体界面结合过强或过弱以及碳基体组织结构不均匀等导致材料力学性能很难提高。C/C复合材料力学性能主要体现在强度和弹性模量,而力学性能的高低主要由碳纤维、碳基体和碳纤维-碳基体界面三个方面决定。采用在碳纤维表面添加二次增强物质从而对碳基体进行改性的方法,可以有效改善碳基体的组织结构,同时对碳纤维-碳基体界面结合状态产生影响。由于碳化硅晶须力学性能高,且晶须增强复合材料的机理较为成熟,因此本文使用碳化硅晶须作为二次增强材料对C/C复合材料碳基体进行改性的方法有充足的理论依据来改善复合材料的力学性能。 本文采用热梯度化学气相渗透法（TG-CVI）,将碳化硅晶须分别添加到碳纤维和石英纤维表面,制备出碳化硅晶须增强的C/C复合材料和SiO2/C复合材料。再使用氢氟酸（HF）将SiO2/C复合材料中的石英纤维完全去除得到热解碳基体,最后将碳化硅晶须增强的C/C复合材料、SiO2/C复合材料和热解碳基体分别进行密度、SEM、PLM和拉伸性能测试。探究碳化硅晶须对以上三种材料的组织结构、纤维-基体界面及拉伸强度影响。主要工作内容及结果如下: 将不同含量的碳化硅晶须分散液加入碳纤维预制体和石英纤维预制体,通过TG-CVI法,以液化气作为气相前驱体,氮气作为保护和稀释气体,在1080℃下进行40h致密化,得到纤维预制体中碳化硅晶须含量分别为0%、5.2%、10.38%和15.6%的C/C复合材料和0%、3.6%、9.01%和14.41%的SiO2/C复合材料,探究碳化硅晶须含量对C/C复合材料、SiO2/C复合材料和热解碳基体的组织结构以及拉伸性能的影响。结果表明: （1）碳化硅晶须的引入并未改变C/C复合材料和SiO2/C复合材料以及热解碳的组织结构,这三类材料主要为光滑层结构; （2）碳化硅晶须的引入使C/C复合材料的断裂方式由脆性断裂向假塑性断裂转变,但并未改变SiO2/C复合材料和热解碳的脆性断裂方式; （3）随着碳化硅晶须添加含量增多,C/C复合材料的抗拉强度呈现先上升后略有下降的趋势,当碳化硅晶须含量为10.38%时C/C复合材料的抗拉强度最高,为85.60MPa,碳化硅晶须对C/C复合材料有明显增强作用; （4）随着碳化硅晶须添加含量增多,SiO2/C复合材料的抗拉强度呈下降趋势,未添加碳化硅晶须的SiO20/C复合材料抗拉强度最高,为52.72MPa,碳化硅晶须降低了而SiO2/C复合材料的力学性能; （5）未添加碳化硅晶须的C0热解碳抗拉强度最高,达到30.54MPa,添加碳化硅晶须后,热解碳材料抗拉强度整体下降,但加入碳化硅晶须后,热解碳的抗拉强度随碳化硅晶须含量增多而升高。

关键词： 黏结剂喷射   碳化硅   碳化硅晶须   液硅反应熔渗   断裂韧性   增材制造  

摘要： SiC陶瓷凭借其高强度、高硬度和低密度等优势,在航空航天、核电工业等领域有着广阔的应用前景。但由于SiC加工难度高、韧性低,阻碍了其广泛应用。为解决上述问题,本研究采用黏结剂喷射增材制造(BJAM)结合液硅反应熔渗技术(LSI)制备了不同碳化硅晶须含量(SiC_(w))的SiC_(w)/SiC复合材料。结果表明,当SiC_(w)含量达到7.5%(体积分数)时,材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值分别为215.29 MPa和3.25 MPa?m^(1/2),硬度则在SiC_(w)为5%达到23.06 HV的峰值。但当SiC_(w)含量继续升高后,材料内部残余硅相含量提升,力学性能发生恶化。对打印初坯进行2次增碳可有效降低材料内部硅相含量,弯曲强度、断裂韧性和硬度最大分别提升10.15%、10.46%和10.58%。引入的SiC_(w)通过偏折裂纹、拔出和折断等方式起到了对复合陶瓷材料的增强增韧作用。

关键词： 碳化硅晶须   增强增韧   复合材料   增韧机理   应用现状  

摘要： 碳化硅晶须作为增强组元加入复合材料基体中起到了补强增韧的作用,可以加速传统材料产品的更新换代。与其他晶须相比,碳化硅晶须的强度、弹性模量和耐高温性能更好,近年来我国在碳化硅晶须生产方面发展迅速,在机械、电子、航天等领域得到了推广和应用。在简要介绍碳化硅晶须的基础上,着重介绍了碳化硅晶须增强机理,结合国内外研究现状综述了在不同基体复合材料性能增强应用中的研究进展,探讨了未来相关研究工作面临的挑战,并对碳化硅晶须的应用前景作了展望。

关键词： 水泥基材料   碳化硅晶须   抗拉性能   断裂性能   微观结构   桥接效应  

摘要： 碳化硅晶须具有高强度、高弹性模量等优良特性。以减水剂作为分散剂制备碳化硅晶须,用来改性水泥基复合材料。通过“8”字模抗拉试验、圆环抗裂试验,以及基于数字图像相关法的预制裂缝三点弯曲试验来测试断裂性能,通过压汞试验研究孔结构,并通过SEM观测碳化硅晶须改性水泥基复合材料微观结构。结果表明,碳化硅晶须能使材料在裂缝扩展时产生裂纹偏转。碳化硅晶须的桥接效应和拔出机制可以有效控制裂纹扩展,增强水泥基材料的抗裂性能和抗拉强度;碳化硅晶须的掺入会使水泥砂浆的总孔隙率略有增加,但对水泥基材料抗拉强度和断裂性能无不利影响。

关键词： SiC晶须   微观结构   电磁波吸收  

摘要： 近年来,飞行器的隐身技术成为各国军事领域关注的重点。将吸波材料应用于飞行器的关键部件上,成为隐身技术设计的重要解决途径。当应用环境由常温转至高温时,吸波材料在追求“轻、薄、宽、强”的同时,还需要耐高温和抗氧化性能良好。碳基吸波材料在高温有氧条件下会发生严重的氧化反应而无法使用。而传统的磁性吸收剂因为居里温度较低,在高温下会失去磁性从而失去吸波性能。碳化硅（SiC）材料具有优异的力学性能、抗氧化性能和热稳定性能,作为一种半导体材料,可以通过介电损耗来实现吸波性能。但是,SiC材料的损耗机制单一,吸收效率较低,需要对其组成和结构进行调控,才能作为高温吸波材料使用。SiC晶须作为一种一维材料,比SiC颗粒具有更高的介电损耗。晶须之间形成的三维网络结构更有利于自由电子的传输,并发挥大的比表面优势,是高温吸波材料的重要候选材料,基于此,本文对SiC晶须的制备及吸波性能进行了相关研究,研究内容如下: （1）以石墨粉、树脂粉和硅粉为原料,通过碳热还原法制备得到了SiC晶须。研究了石墨基体与多孔碳毡基体表面生长SiC晶须的微观形貌及生长机制区别。石墨基体上制备的SiC晶须生长速率慢,但制备的SiC晶须中层错密度比碳毡基体上生长的SiC晶须的层错密度高,导致其在吸收层厚度为5.8 mm、在17.7 GHz时最低反射损失值可以达到-23.6 dB。 （2）研究了催化剂种类、反应时间、添加剂及煅烧气氛等多种工艺参数对SiC晶须组成和形貌的影响。NiSO4作为催化剂制备所得SiC晶须在频率为17.7 GHz、吸收层厚度为5 mm时的最低反射损失值可以达到-20.4 dB。氮气的引入有利于SiC晶须中原子规则排列,降低层错密度,导致吸波性能变差。晶须中存在层错,可诱发偶极子场的产生,从而导致偶极极化增加,提高介电损耗。H3BO3添加剂会破坏SiC晶须的三维网络结构,减少SiC晶须的介电损耗,而反应时间对SiC晶须的形貌和组成没有明显影响。 （3）为了提高阻抗匹配,通过对SiC晶须高温氧化,制备了SiC@SiO2核壳结构。SiO2作为透波材料,有利于电磁波进入SiC晶须内部,提高了整体结构的阻抗匹配。SiC@SiO2核壳结构在17 GHz附近、吸收层厚度为5 mm时,电磁波吸收性能从-10 dB降低到-35 dB,吸波性能明显提高。

关键词： 碳化硼(B4C)陶瓷   碳化硅晶须/纤维(SiCw/SiCf)   涂层材料   凝胶注模成型   强韧化机制  

摘要： 碳化硼（B4C）陶瓷因其轻质超硬、熔点高和强中子吸收能力特性,而在防弹、耐磨、高温热电和中子吸收等领域得到广泛应用。然而,致密化温度高、低断裂韧性和低弯曲强度是限制B4C陶瓷大规模工程化应用的主要因素。碳化硅晶须/纤维（SiCw/SiC_f）作为先进的第二相增强增韧材料,在强韧化的同时还能保持B4C的轻质特性,是B4C陶瓷的理想增强增韧候选材料。尽管如此,当前有关SiCw/SiC_f等增强相对B4C陶瓷的强韧化研究依然较少,SiCw/SiC_f在B4C基体中的高温稳定性和微结构演化规律、界面材料以及界面结构控制等理论研究还不充分。同时基于凝胶注模等湿法混合和成型工艺是解决碳化硼陶瓷基复合材料复杂形状零件难以成型的有效解决方案,但是相关问题研究很少,特别是对于不同凝胶注模体系的B4C陶瓷的凝胶化行为和性能差异并未有深入的研究,这是实现高强韧碳化硼陶瓷规模化应用亟待研究解决的关键技术。 针对以上问题,本文首先对引入SiCw的B4C陶瓷进行烧结过程、微结构变化、力学性能及增韧机理进行了深入的研究,提出了晶须形貌的转变与微结构强韧化机理。其次,通过对SiCw的烧结行为、显微结构演化及其增韧机制进行探究,揭示了SiC晶须中的孪晶强韧化机制和变形机理。然后研究了含有不同涂层的SiCw/SiC_f对B4C强韧化的作用效果和增韧机理,开发并制备出多种兼具独特内部微结构和良好机械性能的B4C陶瓷。为了解决具有复杂形状的碳化硼陶瓷零件的成型问题,采用四种凝胶注模体系,研究优化了B4C陶瓷的凝胶注模工艺和坯体结构的形成机制,为高性能B4C陶瓷复杂形状零件的制备提供科学的理论依据和技术支持。具体的研究内容和结果如下: （1）B4C-SiCw陶瓷的制备、微观结构、力学性能及增韧机理研究。利用纤维素纳米纤维（Cell NF）分散和冷冻干燥技术实现了SiCw在B4C陶瓷中的均匀分散,在SPS/1800℃/50 MPa下制备得到致密的B4C-SiCw陶瓷。由于起始的B4C和SiCw粉末中存在铁杂质,热力学计算和微观结构表明,在烧结过程中,SiCw在由Fe-Si-B-C组成的液相中发生了溶解沉淀现象。尽管大部分SiCw在烧结过程中形貌转变为颗粒,B4C-9 wt%SiCw陶瓷仍表现出较高的维氏硬度（35.50±0.80 GPa）、弯曲强度（560±9 MPa）和断裂韧性(5.10±0.20 MPa·m1/2),分析表明形貌转变为颗粒的晶须中大量孪晶和层错等微观结构是最为可能的增韧原因。 （2）SiCw的烧结行为、显微结构演化及其增韧机制研究。为了厘清SiCw在高温烧结过程中的微结构演化行为和性能变化规律,采用β-SiCw和烧结添加剂（Y2O3-Al2O3-Si O2）,在1900℃SPS下制备了富含孪晶和层错的致密SiCw陶瓷。发现液相烧结助剂有助于SiCw陶瓷的致密化和晶须形貌的保留。制备的SiCw陶瓷的硬度和断裂韧性分别达到21.73 GPa和5.96 MPa·m1/2,远高于传统的SiCp陶瓷。采用透射电镜技术详细研究了SiCw陶瓷在压痕作用下的变形机理。结果表明陶瓷中的位错/孪晶微结构可以很好地容纳变形,从而导致位错的运动和新层错的产生。裂纹尖端产生的位错在促使裂纹钝化的同时降低尖端附近的应力集中,裂纹扩展也因此而得到抑制。SiCw陶瓷呈现较高的塑性是由于其独特的三维互锁微观结构和典型的位错/孪晶微结构。 （3）具有Ti3SiC2涂层的B4C-SiCw陶瓷基复合材料的制备及增韧机理研究。为了解决SiCw在高温致密化过程中的微观形貌向球形颗粒转变的问题,研究了Ti-Si-C三元陶瓷界面涂层对SiCw高温烧结过程中显微结构的演化过程的影响规律,优化了B4C-SiCw/Ti3SiC2陶瓷基复合材料。将纯SiCw和含Ti3SiC2涂层的SiCw在1600℃-1800℃下热处理1 h,研究了其物相组成、微观形貌和结构演化。观察到氧分压导致SiCw在1600℃下形貌转变为颗粒,随着温度的升高,形貌转变过程更加明显。研究却发现纳米级别的Ti3SiC2涂层可以使SiCw在1600℃-1700℃下的热稳定性显著提高,热力学计算和实验结果表明其得益于SiC氧化之前Ti3SiC2涂层的优先氧化/分解。而在1800℃时,Ti3SiC2涂层对晶须的保护作用减弱,归因于SiC被转化为气态Si O和CO,残留的则只有相互连接的TiC微米棒和非晶碳。将含Ti3SiC2的SiCw引入B4C陶瓷后制备得到了纺锤状Ti B2-SiC团聚体强韧化B4C陶瓷。在SPS/1700℃/50 MPa时,B4C陶瓷的相对密度可达98.89±0.02%,硬度为32.89±1.67 GPa,弯曲强度为515±19MPa,以及断裂韧性最高为5.78±1.10 MPa·m1/2。分析表明高长径比结构和

关键词： 碳化硅晶须   铝基复合材料   微观组织   力学性能   抗腐蚀性能  

摘要： 碳化硅晶须的添加不仅能够提高铝合金的强度,还能够提高其耐磨性、抗疲劳性能和弹性模量,降低其热膨胀系数,故在国内外的航天航空等方面都具有重要的应用前景。本文采用粉末冶金法,以2024铝合金为基体材料,选用碳化硅晶须作为增强体,结合轧制变形和热处理复合强化制备出SiCw/2024铝基复合材料。对碳化硅晶须(SiCw)增强铝基复合材料进行微观组织分析和综合性能测试,为铝基复合材料的制备与应用提供依据。主要研究结果如下: (1)对碳化硅晶须进行超声分散以及球磨混粉方式提高增强相与基体材料的界面结合能力。研究了真空热压烧结不同SiCw含量对2024铝基复合材料的组织与性能影响。结果表明,碳化硅晶须的添加能够细化2024铝合金晶粒尺寸,但降低其致密度,碳化硅晶须含量越高,晶粒细化效果越明显,致密度越低。随着碳化硅晶须含量的增加,SiCw/2024铝基复合材料的强度先提高后降低,其中添加了0.5 wt.%SiCw的复合材料力学性能最佳。其抗拉强度达到510 MPa,较基体材料抗拉强度提高了46%。碳化硅晶须的添加会降低2024铝合金抗晶间腐蚀性能,且碳化硅晶须含量越高,其抗晶间腐蚀性能越差。 (2)在480℃下对SiCw/2024铝基复合材料进行多道次微变形量轧制,研究了轧制变形对SiCw/2024铝基复合材料的组织与性能影响。结果表明,轧制变形能够细化复合材料晶粒尺寸,提高其致密度。SiCw/2024铝基复合拉伸力学性能随着轧制变形量的增大先提高后降低,轧制变形量为45%时,复合材料综合力学性能最佳。受晶粒尺寸、晶界结构与材料内孔隙率及内应力的影响,SiCw/2024Al复合材料的抗晶间腐蚀性能随着轧制变形量的增大规律性不明显。轧制变形量为15%时,复合材料的抗晶间腐蚀性能最佳,其最大腐蚀深度为54μm,腐蚀等级为3级。 (3)对SiCw/2024铝基复合材料在不同固溶条件下进行固溶处理,研究了固溶温度和固溶时间对材料组织与性能的影响。结果表明,随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,复合材料中一些粗大相逐渐溶入基体,变形晶粒和再结晶晶粒尺寸都会发生不同程度的长大。复合材料的力学性能随着固溶温度的升高而逐渐得到提高,随着固溶时间的延长先得到提高后降低。500℃下固溶处理2 h的复合材料综合力学性能最佳。随着固溶温度的升高,复合材料抗晶间腐蚀性能逐渐降低;随着固溶时间的延长,复合材料的抗晶间腐蚀性能先降低后提高。在500℃下处理1 h的复合材料抗晶间腐蚀性能最佳,其最大腐蚀深度为61μm,腐蚀等级为3。

关键词： 聚苯腈树脂   碳化硅晶须   复合材料   导热性能   热机械性能  

摘要： 邻苯二甲腈树脂是由苯腈单体在有机胺或有机酸条件下固化而成的一种高性能、耐高温型热固性树脂。由于邻苯二甲腈树脂具有较高的热分解温度、玻璃化转变温度、良好的阻燃性能和优异的机械性能,在航空航天、电子电器、机械制造、船舶制造等领域有着广阔的应用前景。然而,邻苯二甲腈树脂仍存在单体熔点（Tm）及固化温度较高等缺点,限制了其进一步应用,可以通过引入柔性链段的方式来降低单体的熔点,拓宽材料的加工窗口（Tm与固化温度之间的差值）。 邻苯二甲腈树脂因内部无自由电子且结晶度较低,所以导热性较差,影响其在耐高温导热材料领域的发展。碳化硅晶须（SiCw）是一种常见的无机填料,具有优异的热稳定性、耐酸碱性、尺寸稳定性,尤其是具有较高的导热系数和硬度,所以经常被用作增强体来提升复合材料的导热性及耐磨损性,但是由于SiCw粒子间相互作用力较强,所以极易团聚,影响了复合材料性能的提升。 本文主要研究内容如下: （1）合成了基于双酚A、双酚AF的两种苯腈单体（PBAD及PBFD）,向结构主链中引入嘧啶环及苯环侧基两种刚性结构,避免因氧醚键的引入使得分子链柔性增加从而对树脂的热稳定性及机械性能造成影响。两种苯腈单体的Tm较低,具有140℃以上的加工窗口。以4-氨基苯氧基邻苯二甲腈（APPH）作为固化剂对两种单体进行固化,并对固化后树脂的热稳定性及机械性能进行比较。结果表明,PBFD型树脂的综合性能要优于PBAD型树脂,氮气气氛下质量损失10%对应的温度(T10%)为517℃,玻璃化转变温度（Tg）为388℃,而PBAD型树脂的T10%及Tg仅为433℃和240℃。 （2）利用1wt.%PVA水溶液对无机填料SiCw进行表面改性以增强其在基体中的分散性。扫描电子显微镜图（SEM）显示,改性前粒子间团聚现象较明显,改性后粒子团聚现象减弱。将改性后的SiCw@PVA以不同比例添加至PBFD型苯腈单体中。PBFD/SiCw@PVA复合材料的导热系数随SiCw@PVA添加量的增加而升高,当SiCw@PVA的含量为15wt.%时,复合材料的导热系数为0.2617W·m-1·K-1,相较于未加填料的纯树脂,提升了55.2%。添加5wt.%SiCw@PVA的复合材料具有最优异的热稳定性和机械性能,氮气及空气下的T10%分别为518℃和517℃,50℃下的储能模量为3487 MPa,Tg为374℃。