Luận án tiến sĩ nghiên cứu chế tạo compozit cacbon cacbon chứa cốt sợi ống nano cacbon định hướng ứng dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VŨ MINH THÀNH NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO COMPOZIT CACBON-CACBON CHỨA CỐT SỢI ỐNG NANO CACBON ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CAO LUẬN ÁN TIẾN SĨ: NGÀNH HOÁ HỌC Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN –––––––––––––––– Vũ Minh Thành NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO COMPOZIT CACBON-CACBON CHỨA CỐT SỢI ỐNG NANO CACBON ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CAO Chuyên ngành: Hố lí thuyết hóa lí Mã số: 62 44 01 19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ: NGÀNH HOÁ HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Lê Kim Long GS TS Nguyễn Đức Nghĩa LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc thực hoàn thành Bộ mơn Hố lý, Khoa Hố học, Đại Học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Hố học-Vật liệu, Viện Khoa học Cơng nghệ Qn sự, Bộ Quốc phòng Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Lê Kim Long, GS.TS Nguyễn Đức Nghĩa, ngƣời Thầy định hƣớng khoa học tận tình hƣớng dẫn suốt thời gian học tập thực luận án Xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Hố lý, Khoa Hố học, Đại học Khoa học Tự nhiên; Đại học Giáo dục, Đại học Quốc gia Hà Nội; Trung tâm Phát triển Công nghệ cao, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam; Viện Hố học-Vật liệu; Phịng Gốm-Kim loại-Hợp kim; Phịng Hố lý/Viện Hố học-Vật liệu; đồng nghiệp, đồng chí giúp đỡ tạo điều kiện nghiên cứu thuận lợi cho tác giả thời gian thực luận án Xin chân thành cảm ơn PGS TS Đặng Văn Đƣờng, KS Phan Văn Bá, TS Nguyễn Mạnh Tƣờng, ThS Hồ Ngọc Minh, TS Lê Văn Thụ, TS Ngô Quốc Dũng, ThS Ngơ Minh Tiến, ThS Đồn Tuấn Anh, ThS Ngô Cao Long, KS Phạm Tuấn Anh tác giả tiến hành thí nghiệm chế tạo mẫu thảo luận đóng góp ý kiến cho luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, ngƣời thân, bạn bè động viên, cổ vũ để hoàn thành luận án Nghiên cứu sinh Vũ Minh Thành i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết đƣợc nêu luận án trung thực chƣa đƣợc công bố bật kỳ cơng trình khác Nghiên cứu sinh Vũ Minh Thành ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI CAM ĐOAN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tình hình nghiên cứu ứng dụng vật liệu compozit cacbon-cacbon giới nƣớc 1.2 Vật liệu compozit cacbon-cacbon 1.2.1 Thành phần compozit cacbon-cacbon 1.2.1.1 Ống nano cacbon (Carbon nanotubes-CNT) .7 1.2.1.2 Sợi cacbon 12 1.2.1.3 Vật liệu cacbon 17 1.2.2 Cấu trúc vật liệu compozit cacbon-cacbon 24 1.2.3 Tính chất vật liệu compozit cacbon-cacbon 25 1.3 Công nghệ chế tạo vật liệu compozit cacbon-cacbon 27 1.3.1 Phƣơng pháp pha khí 27 1.3.2 Phƣơng pháp pha lỏng 30 1.3.3 Phƣơng pháp kết hợp 31 1.4 Tạo màng phủ chịu nhiệt, chống xói mịn cho compozit cacbon-cacbon 32 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 39 2.1 Nguyên vật liệu, hoá chất 39 2.2 Thiết bị 40 2.2.1 Thiết bị chế tạo 40 2.2.2 Thiết bị phân tích 40 2.3 Thực nghiệm 41 iii 2.3.1 Biến tính bề mặt CNT 41 2.3.2 Xử lý nhiệt bề mặt sợi cacbon 42 2.3.3 Sơ chế bột graphit 42 2.3.4 Tổng hợp nhựa phenolformaldehit dạng novolac 42 2.3.5 Chế tạo compozit cacbon-cacbon 43 2.3.6 Phủ chống oxi hoá bề mặt nhiệt độ cao 47 2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 48 2.4.1 Phƣơng pháp hiển vi điện tử quét phổ tán sắc lƣợng tia X (SEMEDX) kính hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng (FESEM) 48 2.4.2 Phƣơng pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 48 2.4.3 Phƣơng pháp phân tích nhiệt (DSC/TGA) 49 2.4.4 Phƣơng pháp phổ hồng ngoại (FT-IR) 49 2.4.5 Phƣơng pháp nhiễu xạ Rơnghen (XRD) 49 2.4.6 Phƣơng pháp phân tích cỡ hạt 49 2.4.7 Phƣơng pháp cân thủy tĩnh 50 2.4.8 Phƣơng pháp xác định tính chất học vật liệu 50 2.4.9 Kiểm tra khả chịu sốc nhiệt xói mịn vật liệu 51 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 3.1 Khảo sát biến tính nguyên liệu đầu 52 3.1.1 Khảo sát biến tính ống nano cacbon 52 3.1.2 Khảo sát tính chất sợi cacbon 60 3.1.3 Khảo sát tính chất bột graphit 66 3.1.4 Tổng hợp khảo sát nhựa phenolformaldehit dạng novolac (PF) 68 3.2 Chế tạo compozit cacbon-cacbon 72 3.2.1 Nghiên cứu chế tạo compozit sở bột graphit, vải cacbon, CNTbt nhựa PF 72 3.2.1.1 Ảnh hƣởng hàm lƣợng nhựa PF .72 3.2.1.2 Ảnh hƣởng hàm lƣợng CNTbt 75 3.2.1.3 Ảnh hƣởng áp lực ép 77 3.2.1.4 Ảnh hƣởng thời gian ép 78 iv 3.2.2 Nghiên cứu trình nhiệt phân compozit 79 3.2.2.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ 80 3.2.2.2 Ảnh hƣởng tốc độ nâng nhiệt 83 3.2.2.3 Ảnh hƣởng thời gian nhiệt phân .87 3.2.3 Nghiên cứu trình thấm cacbon từ pha 91 3.2.3.1 Ảnh hƣởng nhiệt độ CVI 93 3.2.3.2 Ảnh hƣởng thời gian CVI 95 3.2.3.3 Ảnh hƣởng lƣu lƣợng khí 98 3.2.3.4 Ảnh hƣởng hàm lƣợng CNT 100 3.2.4 Ảnh hƣởng trình xử lý nhiệt đến tính chất CCC 102 3.2.5 Tạo lớp phủ chống xói mịn cho compozit cacbon-cacbon 110 3.2.6 Kết thử nghiệm thực tế 115 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 124 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CCC Compozit cacbon-cacbon CCC0 Compozit cacbon-cacbon không chứa ống chứa CNTbt CCCCNT Compozit cacbon-cacbon chứa ống chứa CNTbt Cf Sợi cacbon CNT Ống nano cacbon CNTbt Ống nano cacbon biến tính CVD Q trình lắng đọng hố học từ pha CVI Quá trình thấm cacbon từ pha DTA Phân tích nhiệt vi sai F Formaldehit FESEM Kính hiển vi điện tử quét phát xạ trƣờng IR Phổ hồng ngoại MWCNT Ống nano cacbon đa tƣờng P Phenol PAN Polyacrylonitril PF Phenolformaldehit SEM-EDX Kính hiển vi điện tử quét-phổ tán sắc lƣợng tia X SWCNT Ống nano cacbon đơn tƣờng XLN Xử lý nhiệt X-ray Nhiễu xạ tia-X εhở Độ xốp hở, % εkín Độ xốp kín, % εtổng Độ xốp tổng, % bk Tỷ trọng biểu kiến vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tính chất học CNT số vật liệu thông dụng Bảng 1.2 Sự phụ thuộc tính chất pirocacbon vào nhiệt độ lắng đọng 18 Bảng 1.3 Tính chất cacbon sở hắc ín thu đƣợc 900ºC 22 Bảng 1.4 Tính chất số vật liệu compozit cacbon-cacbon 25 Bảng 1.5 Tính chất compozit cacbon-cacbon chế tạo phƣơng pháp tạo pha khác 26 Bảng 1.6 Một số lớp phủ lắng đọng theo công nghệ CVD 34 Bảng 1.7 Một số tính chất đặc tính ZrC 36 Bảng 3.1 Phối liệu mẫu compozit có thành phần nhựa PF thay đổi 72 Bảng 3.2 Tỷ trọng biểu kiến, độ xốp hở, độ xốp kín mẫu compozit 72 Bảng 3.3 Phối liệu mẫu compozit có thành phần CNTbt thay đổi 75 Bảng 3.4 Tỷ trọng biểu kiến, độ xốp hở, độ xốp kín mẫu compozit 76 Bảng 3.5 Chế độ nhiệt phân mẫu compozit 80 Bảng 3.6 Chế độ nhiệt phân mẫu compozit 83 Bảng 3.7 Chế độ nhiệt phân mẫu compozit 88 Bảng 3.8 Một số tính chất mẫu CCC2CNT trƣớc sau XLN 105 Bảng 3.9 Tính chất CCC0 trƣớc sau xử lý nhiệt chu kỳ 108 Bảng 3.10 Độ cứng tế vi màng ZrC 114 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sơ đồ tổng hợp CNT phƣơng pháp CVD đế xúc tác kim loại Hình 1.2 Sơ đồ q trình biến tính CNT axit 10 Hình 1.3 Chế tạo CNT polyme nanocompozit theo phƣơng pháp trùng hợp In-situ 11 Hình 1.4 Chế tạo CNT polyme nanocompozit theo phƣơng pháp trộn hợp dung môi 11 Hình 1.5 Sơ đồ q trình cacbon hóa với phƣơng án kéo căng sợi khác 12 Hình 1.6 Tƣơng quan giới hạn bền σB mô đun đàn hồi E sợi cacbon sở xenlulo 13 Hình 1.7 Sự phụ thuộc giới hạn bền kéo σB mô đun đàn hồi sợi cacbon sở hắc ín vào nhiệt độ xử lý nhiệt 14 Hình 1.8 Sự thay đổi độ giảm khối lƣợng theo nhiệt độ với tốc độ nung sợi khác nhau: - 0,5; - 15; - 2; - 4; - 8; - 25°C/phút 15 Hình 1.9 Sự phụ thuộc khối lƣợng riêng pirocacbon vào nhiệt độ bề mặt lắng đọng 19 Hình 1.10 Sự phụ thuộc khối lƣợng riêng hắc ín vào nhiệt độ hóa mềm 20 Hình 1.11 Sự phụ thuộc khối lƣợng riêng độ nhớt hắc ín vào nhiệt độ hóa mềm khác (1-65ºC; 2-83ºC; 3-145ºC) vào nhiệt độ nung 21 Hình 1.12 Cấu trúc vật liệu compozit cacbon-cacbon 24 Hình 1.13 Sự phụ thuộc độ bền kéo compozit cacbon-cacbon 3D vào nhiệt độ (1 - theo hƣớng x; - theo hƣớng z) 26 Hình 1.14 Sự phụ thuộc hệ số dãn nở nhiệt (a) độ dẫn nhiệt (b) vật liệu compozit cacbon-cacbon 3D vào nhiệt độ (1 - lý thuyết; - thực nghiệm) 27 Hình 1.15 Sơ đồ chung chế tạo vật liệu compozit cacbon-cacbon 28 Hình 1.16 Sơ đồ buồng lò phƣơng pháp đẳng nhiệt thu lắng pirocacbon 29 Hình 1.17 Sơ đồ buồng lị phƣơng pháp giảm nhiệt lắng đọng pirocacbon 30 Hình 1.18 Chu kỳ cacbon hóa (a) graphit hóa (b) đặc trƣng 31 Hình 1.19 Quá trình hình thành lớp phủ công nghệ CVD 33 Hình 1.20 Thang điểm chảy số hợp chất 34 viii 10 Berenguer R., Marco-Lozar J.P., Quijada C., Cazorla-Amorós D., Morallón E (2009), "Effect of electrochemical treatments on the surface chemistry of activated carbon", Carbon 47, pp 1018-1027 11 Bertrand S., Lavaud J.F., Hadi E.R., Vignoles G., Pailler R (1998), "The thermal gradient-pulse flow CVI process: a new chemical vapor infiltration technique for the densification of fibre preforms", Journal of the European Ceramic Society 18, pp 857-870 12 Blanco C., Bermejo J., Marsh H., Menendez R (1997), "Chemical and physical properties of carbon as related to brake performance ", Wear 213, pp 1-12 13 Chen J., Xiong Xiang, Xiao Peng (2009), "The effect of carbon nanotube growing on carbon fibers on the microstructure of the pyrolytic carbon and the thermal conductivity of carbon/carbon composites", Materials Chemistry and Physics 116, pp 57-61 14 Choi J.Y., Han S.W., Huh W.S., Tan L.S., Baek J.B (2007), “In situ grafting of carboxylic acid-terminated hyperbranched poly(ether-ketone) to the surface of carbon nanotubes”, Polymer 48, pp 4034-4040 15 Compan J., HiraT i, Pintsuk G., Linke J (2009), "Microstructural and thermomechanical characterization of carbon/carbon composites", Journal of Nuclear Materials 386-388, pp 797-800 16 Curry, Donald M (1988), "Carbon-Carbon Materials Development and Flight Certification Experience From Space Shuttle", Oxidation-Resistant Carbon Carbon Composite for Hypersonic Vehicle Applications, Howard G.Maahs, ed., NASA CP- 2051, pp 29-50 17 Czerw R., Guo Z., Sun Y.P., et al (2001), “Organization of polymers on to carbon nanotubes: a route to nanoscale assembly”, Nano LettersVol 1, pp 423-427 18 Devi G.R and Rao K.R (1993), "Carbon-Carbon Overview", Defence Science Journal 43(4), pp 369-383 125 Composites -An 19 Dhakate S.R., Bahl O.P (2003), "Effect of carbon fiber surface functional groups on the mechanical properties of carbon–carbon composites with HTT", Carbon 41, pp 1193-1203 20 Dhakate S.R., Mathur R.B., Kakati B.K., Dhami T.L (2007), "Properties of graphite-composite bipolar plate prepared by compression molding technique for PEM fuel cell", International Journal of Hydrogen Energy 32, pp 45374543 21 Diaz L.J.L., Yasuhiro T., Takashi E., Kazumasa N., Morinobu E., Eiichi Y (2009), "The effect of nanotube alignment on stress graphitization of carbon/carbon nanotube composites", Carbon 47, pp 974-980 22 Donnet J B., Wang T K., Shen Z M (1996), "Atomic scale STM study of pitch-based carbon fibers: influence of mesophase content and the heat treatment temperature", Carbon 34, pp 1413-1420 23 Eesaee M., Shojaei A (2014), "Effect of nanoclays on the mechanical properties and durability of novolac phenolic resin/woven glass fiber composite
at various chemical environments", Composites Part A 63, pp 149158 24 Fukushima T., Kosaka A., Yamamoto Y., Aimiya T., Notazawa S., Taki-gawa T (2006), “Dramatic effect of dispersed carbon nanotubes on the mechanical and electroconductive properties of polymers derived from ionic liquids”, Small 2, pp 554-560 25 Galiguzov A., Malakho A., Kulakov V., Kenigfest A., Kramarenko E and Avdeev V (2013), "The Influence of Carbon FiberHeat Treatment Temperature on Carbon-Carbon Brakes Characteristics", Carbon Letters 14(1), pp 22-26 26 Gao J., Itkis M.E., Yu A., Bekyarova E., Zhao B., Haddon R.C (2005), “Continuous spinning of a SWCNT–nylon composite fiber”, Journal of the American Chemical Society 127, pp 3847-3854 126 27 Gibson R.F., Ayorinde E.O., Wen Y.F (2007), "Vibrations of carbon nanotubes and their composites: A review", Composites Science and Technology 67, pp 1-28 28 Golecki I., Morris R.C., Narasimhan D., Clements N (1995), "Rapid densification of porous carbon/carbon composites by thermal-gradient chemical vapor infiltration", Applied Physics Letters 66 (18), pp 2334-2336 29 Guignier C., Bueno M.A, Camillieri B., Tourlonias M., Durand B (2015), "Tribological behaviour and wear of carbon nanotubes grafted on carbon fibres", Composites Part A 71, pp 168-175 30 Guixiang D., Chang S., Jianghong Z., Shouai F., Zhenping Z (2008), "Solidphase transformation of glass-like carbon nanoparticles into nanotubes and the related mechanism", Carbon 46, pp 92-98 31 Han S.J., Kim B., Suh K.D (2007), “Electrical properties of a composite film of poly(acrylonitrile) nanoparticles coated with carbon nanotubes”, Macromolecules Chemical Physics 208, pp 377-383 32 Harry D., Saha B., Cumming I.W (2007), "Surface properties of electrochemically oxidized viscose rayon based carbon fibers", Carbon 28, pp 766 33 Homenick C.M., Lawson G., Adronov A (2007), “Polymer grafting of carbon nanotubes using living free radical polymerization”, Polymer reviews 47, pp 265-290 34 Hong U.S., Jung S.L., Cho K.H., Cho M.H., Kim S.J., Jang H (2009), "Wear mechanism of multiphase friction materials with different phenolic resin matrices", Wear 266, pp 739-744 35 Hugh O P (1999), Handbook of chemical vapor deposition (CVD), Noyes Publications Park Ridge, New Jersey, U.S.A, pp 416 36 Hua Y., Chingombe P., Saha B., Wakeman R.J., (2005), " Effect of surface modification on carbon", Carbon 43, pp 3132-3143 127 37 Huang H C., Ye D.Q., Huang B C (2007), "Nitrogen plasma modification of viscose-based activated carbon fibers", Surface and Coatings Technology 45, pp 9533-9540 38 Hyeok J.J, Hee D.P., Jae D.L., Jong O.P (1996), "Densification of carbon/carbon composites by pulse chemical vapor infiltration", Carbon 34 (3), pp 417-421 39 Haiyun J., Wang J., Wu S., Wang B., Wang Z (2010), "Pyrolysis kinetics of phenol–formaldehyde resin by non-isothermal thermogravimetry", Carbon 48, pp 352–358 40 Haiyun J., Wang J., Wu S., Yuan Z., Hu Z., Wu R., Liu Q (2012), "The pyrolysis mechanism of phenol formaldehyde resin", Polymer Degradation and Stability 97, pp 1527-1533 41 Jigang W., Jiang N., Haiyun J (2010), "Micro-structural evolution of phenolformaldehyde resin modified by boron carbide at elevated temperatures", Materials Chemistry and Physics 120 , pp 187-192 42 Jigang W., Haiyun J., Jiang N (2009), "Study on the pyrolysis of phenolformaldehyde (PF) resin and modified PF resin", Thermochimica Acta 496 (Issues 1-2), pp 136-142 43 Jigang W., Jiang N., Haiyun J (2010), "Micro-structural evolution of phenolformaldehyde resin modified by boron carbide at elevated temperatures", Materials Chemistry and Physics 120, pp 187–192 44 Jinggeng Z., Yang L., Li F., Yu R., Jin C (2009), "Structural evolution in the graphitization process of activated carbon by high-pressure sintering", Carbon 47, pp 744-751 45 Khorasani S., Manesh S.H., Abdizadeh H (2015), "Improvement of mechanical properties in aluminum/CNTs nanocomposites by addition of mechanically activated graphite", Composites Part A 68, pp 177-183 128 46 Kim M., Park Y.B., Okoli O.I., Zhang C (2009), "Processing, characterization, and modeling of carbon nanotube-reinforced multiscale composites", Composites Science and Technology 69, pp 335-342 47 Ko T.H., Kuo W.S., Lu Y.R (2000), "The influence of post-cure on the properties of Carbon/ Phenolic resin cured composites and their final Carbon/carbon composites", Polymer Composites 21 (1), pp 96-103 48 Ko T.H., Kuo W.S., Chang Y.H (2000), "Raman study of the microstructure changes of phenolic resin during pyrolysis", Polymer Composites 21 (5), pp 745-750 49 Ko T.H., Kuo W.S and Chang Y.H (2003), "Influence of carbon-fiber felts on the development of carbon–carbon composites", Composites Part A: Applied Science and Manufacturing 34 (5), pp 393-401 50 Ko T.H (1992), "The effects of activation by carbon dioxide on the mechanical properties and structure of pan-based activated carbon fibers", Carbon 30(4), pp 647-655 51 Koshio A., Yudasaka A.M., Zhang M., Iijima S (2001), “A simple way to chemically react single-wall carbon nanotubes with organic materials using ultrasonication”, Nano Letters 1, pp 361-363 52 Kumar N.A., Ganapathy H.S., Kim J.S., Jeong Y.S., Jeong Y.T (2008), “Preparation of poly 2-hydroxyethyl methacrylate functionalized carbon nanotubes as novel biomaterial nanocomposites”, European Polymer Journal 44, pp 579-586 53 Leslie J.L., Yasuhiro T., Takashi E., Kazumasa N., Morinobu E., Eiichi Y (2009), "The effect of nanotube alignment on stress graphitization of carbon/carbon nanotube composites", Carbon 47, pp 974-980 54 Lee J S., Kang T J (1997), "Changes in physico-chemical and morphological properties of carbon fiber by surface treatment", Carbon 35, pp 209 55 Lee K.J., Hsu M.H., Cheng H.Z., Jang J.S.C., Lin S.W., Lee C.C and Lin S.C., Journal of Alloys and Compounds, 2009, 483(1–2), 389–393 129 56 Lee W.H., Lee J.G., Reucroft P.J (2001), "XPS study of carbon fiber surfaces treated by thermal oxidation in a gas mixture of O2/(O2‡+N2)", Applied Surface Science 171, pp 136-142 57 Lee H.J , Oh S.J., Choi J.Y., Kim J.W., Han J., Tan L.S (2005), “In situ synthesis of poly(ethylene terephthalate) (PET) in ethylene glycol containing terephthalic acid and functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) as an approach to MWNT/PET nanocomposites”, Chemistry of materials 17, pp 5057-5064 58 Lee S.M (1990), International Encyclopedia of Composites, 1, VCH Publishers, New York, NY, USA 59 Li J., Luo R (2008), "Study of the mechanical properties of carbon nanofiber reinforced carbon/carbon composites", Composites Part A 39, pp 1700-1704 60 Li K., Li L., Li H., Song Q., Lu J., Fu Q.(2014), "Electrophoretic deposition of carbon nanotubes onto carbon fiber felt for production of carbon/carbon composites with improved mechanical and thermal properties", Vacuum 104, pp 105-110 61 Li X., Li K., Li H., Wei J., Wang Ch (2007), "Microstructures and mechanical properties of carbon/carbon composites reinforced with carbon nanofibers/ nanotubes produced in situ", Carbon 45, pp 1662-1668 62 Li J., Luo R., Bi Y., Xiang Q., Lin Ch., Zhang Y., An N (2008), "The preparation and performance of short carbon fiber reinforced adhesive for bonding carbon/carbon composites", Carbon 46, pp 1957-1965 63 Li J., Luo R (2008), "Kinetics of chemical vapor infiltration of carbon nanofiber-reinforced carbon/carbon composites", Materials Science and Engineering A 480, pp 253-258 64 Lim D.S., An J.W and Lee H.J (2002), "Effect of carbon nanotube addition on the tribological behavior of carbon/carbon composites", Wear 252(5-6), pp 512-517 130 65 Liu L (2004), “Resistance to ablation of pitch-derived ZrC/C composites”, Carbon 42, pp 2495–2500 66 Lindsay B., Abel M.L., Watts J F (2007), "A study of electrochemically treated PAN based carbon fibers by IGC and XPS", Carbon 45 pp 2433 67 Liu Y., Tang J., Xin J.H (2004), “Fabrication of nanowires with polymer shells using treated carbon nanotube bundles as macro-initiators”, Chemical communications, pp 2828-2829 68 Luthra K.L (1988), “Oxidation of carbon/carbon composites-a theoretical analysis”, Carbon 26, pp 217-224 69 Maitra T., Sharma S., Srivastava A., Cho Y.K., Madoub M., Sharma A (2012), "Improved graphitization and electrical conductivity of suspended carbon nanofibers derived from carbon nanotube/polyacrylonitrile composites by directed electrospinning", Carbon 50, pp 1753-1761 70 Masahiro T., Masato K., Michio I (2001), “Intercalation of nitric acid into carbon fibers”, Carbon 39, pp.2231-2237 71 Masahiro T., Masato K., Michio I (2004), “Intercalation and exfoliation behavior of carbon fibers during electrolysis in H2SO4”, Journal of Physics and Chemistry of Solids 65, pp 257-261 72 Matsui K., Lanticse L.J., Yasuhiro T., Eiichi Y., Morinobu E (2005), "Stress graphitization of C/C composite reinforced by carbon nanofiber", Carbon 43, pp 1557-1583 73 Mauricio T (2003), “Science and technology of the twenty-first century: Synthesis, properties, and applications of carbon nanotubes”, Annual review of Materials research, 33, pp 419–501 74 Meng L.H., Chen Z.W., Song X.L., Liang Y.X., Huang Y.D., Jiang Z.X (2009), “Influence of High Temperature and Pressure Ammonia Solution Treatment on Interfacial Behavior of Carbon Fiber/Epoxy Resin Composites”, Journal of Applied Polymer Science 113 (6), pp 3436-3441 131 75 Mentz J., Müller M., Buchkremer H.P., et al (2006), "Carbon-fibre-reinforced carbon composite filled with SiC particles forming a porous matrix", Materials Science and Engineering-A 425, pp 64 76 Moaseri E., Karimi M., Maghrebi M., Baniadam M (2014), "Fabrication of multi-walled carbon nanotube–carbon fiber hybrid material via electrophoretic deposition followed by pyrolysis process", Composites Part A 60, pp 8-14 77 Monika K., Filip P., Weiss Z., Peter R (2004), "Influence of metals on the phenol–formaldehyde resin degradation in friction composites", Polymer Degradation and Stability 84, pp 49-60 78 Monthioux M., Allouche H and Jacobsen R L., "Chemical vapour deposition of pyrolytic carbon on carbon nanotubes: Part 3: Growth mechanisms ", Carbon, 2006, 44(15), pp 3183–3194 79 Nakamura K., Sano T., Shindo H (2008), "Frictional property of glass-like carbon heat-treated at 1000-3000◦C", Materials Science and Engineering B 148, pp 242-244 80 Nakamura K., Yasuhiro T., Fukushima M., Teranishi Y., Akatsu T., Eiichi Y (2009), "Analysis of surface oxidation behavior at 500◦C under dry air of glass-like carbon heat-treated from 1200 to 3000◦C", Materials Science and Engineering B 161, pp 40-45 81 Naslain R.R., Pailler R., Bourrat X., Bertrand S., Heurtevent F., Dupel P., Lamouroux F (2001), "Synthesis of highly tailored ceramic matrix composites by pressure-pulsed CVI", Solid State Ionics 141-142, pp 541-548 82 Palaninathan R (2010), "Behavior of Carbon-Carbon Composite under Intense Heating", International Journal of Aerospace Engineering Volume 2010, pp 1-8 83 Park S.J., Kim B.J (2005), “Roles of acidic functional groups of carbon fiber surfaces in enhancing interfacial adhesion behavior”, Materials Science and Engineering-A 408, pp 1-2 132 84 Patel H., Manocha L.M., Manocha S (2014), "Synthesis and microstructure analysis of aligned carbon nanotube/pyrocarbon composites ", New carbon materials 29, pp 374-379 85 Paulmier T., Pichelin M.B., Quéau D.L (2005), "Structural modifications of carbon–carbon composites under high temperature and ion irradiation", Applied Surface Science 243, pp 376-393 86 Policandriotes T., Filip P (2011), "Effects of selected nanoadditives on the friction and wear performance of carbon–carbon aircraft brake composites", Wear 271, pp 2280-2289 87 Policandriotes T., Filip P (2011), "Effects of selected nanoadditives on the friction and wear performance of carbon–carbon aircraft brake composites", Wear 271, pp 2280-2289 88 Probst K.J., Bermann T.M., Stinto D.P., Lowden R.A., Anderson T.J., Starr T.L (1999), "Recent advances in forced-flow, thermal-gradient CVI for refractory composites", Surface and Coating Technology 120-121, pp 250258 89 Qian M., Li Z., Zhou X.W., Wu J., Wang Y., Liang J (2005), "Synthesis and characterization of in situ grown carbon nanofiber/nanotube reinforced carbon/carbon composites", Carbon 43(11), pp 2426-2429 90 Qin S., Qin D., Ford W.T., Herrera J.E (2004), “Solubilization and purification of single-wall carbon nanotubes in water by in situ radical polymerization of sodium 4-styrenesulfonate”, Macromolecules 37, pp 39653967 91 Qiuhong Z., Liu J., Sager R., Dai L., Baur J (2009), "Hierarchical composites of carbon nanotubes on carbon fiber: Influence of growth condition on fiber tensile properties", Composites Science and Technology 69, pp 594-601 92 Riggs J.E., Guo Z., Carroll D.L., Sun Y.P (2000), “Strong luminescence of solubilized carbon nanotubes”, Journal of the American Chemical Society 133 122, pp 5879-5880 93 Rovillain D., Trinquecoste M., Bruneton E., Derré A., David P., Delhaès P (2001), "Film boiling chemical vapor infiltration: an experimental study on carbon/carbon composite materials", Carbon 39, pp 1355-1365 94 Sharma M., Gao S., Mäder E., Sharma H., Wei L.Y., Bijwe J (2014), "Carbon fiber surfaces and composite interphases", Composites Science and Technology 102, pp 35-50 95 Sharma R., Mahajan P., and Mittal R.K (2010), "Image Based Finite Element Analysis of 3D-Orthogonal Carbon-Carbon (C/C) Composite ", World Congress on Engineering II 96 Sheehan J.E., Buesking K.W and Sullivan B.J (1994), "Carbon-carbon composite", Annu Rev Mater Sci 24, pp 19-44 97 So H.H., Cho J.W., Sahoo N.G (2007), “Effect of carbon nanotubes on mechanical and electrical properties of polyimide/carbon nanotubes nanocomposites”, European Polymer Journal 43, pp 3750-3756 98 Song Q., Li K., Li H., Li H., Ren C (2012), "Grafting straight carbon nanotubes radially onto carbon fibers and their effect on the mechanical properties of carbon/carbon composites", Carbon 50, pp 3943-3960 99 Song Q., Li K., Zhang L., Qi L., Li H., Fu Q., Deng H.(2013), "Increasing mechanical strength retention rate of carbon/carbon composites after graphitization by grafting straight carbon nanotubes radially onto carbon fibers", Materials Science & Engineering A 560, pp 831-836 100 Song Q., Li K., Qi L., Li H., Lu J., Zhang L., Fu Q.(2013), "The reinforcement and toughening of pyrocarbon-based carbon/carbon composite by controlling carbon nanotube growth position in carbon felt", Materials Science & Engineering A 564, pp 71-75 101 Song L., Khoerunnisa F., Gao W., Dou W., Hayashi T., Kaneko K., Morinobu E., Ajayan P.M (2013), "Effect of high-temperature thermal treatment on the 134 structure and adsorption properties of reduced graphene oxide", Carbon 52, pp 605-620 102 Song H.H., Hyun J.O., Seong S.K (2014), "Evaluation of fiber surface treatment on the interfacial behavior of carbon fiber-reinforced polypropylene composites", Composites Part B 60, pp 98-105 103 Song Q., Li K., Li H., Fu Q (2013), "Increasing the Tensile Property of Unidirectional Carbon/Carbon Composites by Grafting Carbon Nanotubes onto Carbon Fibers by Electrophoretic Deposition", J Mater Sci Technol 29(8), pp 711-714 104 Spitalsky Z., Tasis D., Papagelis K., Galiotis C (2010), “Carbon nanotube– polymer composites: Chemistry, processing, mechanical and electrical properties”, Progress in Polymer Science 35, pp 357-401 105 Terrones M (2003), "Science and technology of the twenty-first century: Synthesis, properties, and applications of carbon nanotubes", Annual review of Materials research 33, pp 419-501 106 Thornton E.A (1996), "Thermal Structures for Aerospace Applications", AIAA Education Series, Ohio, USA 107 Thostenson E.T., Chou T.W (2002), “Aligned MWCNT reinforced composites: processing and mechanical characterization”, Applied Physics 35, pp 77-80 108 Thostenson E.T., Ren Z., Chou T.W (2001), "Advances in the science and technology of carbon nanotubes and their composites: a review", Composites Science and Technology 61(13), pp 1899-1912 109 Tiwari S., Bijwe J (2014), "Surface Treatment of Carbon Fibers", Pocedia Technology 14, pp 505 -512 110 Toyoda M., Katoh H., Inagaki M (2001), "Intercalation of nitric acid into carbon fibers", Carbon 39, pp 2231-2237 111 Tzeng S.S., Lin Y.H (2013), "Formation of graphitic rods in carbon/carbon composites reinforced with carbon nanotubes", Carbon 52, pp 605-620 135 112 Unterweger C., Duchoslav J., Stifter D., Fürst C (2015), "Characterization of carbon fiber surfaces and their impact
on the mechanical properties of short carbon fiber reinforced polypropylene composites", Composites Science and Technology 108, pp 41-47 113 Vaidyaraman S., Lackey W.J., Freeman G.B., Agrawal P.K., Langman M.D (1995), "Fabrication of carbon-carbon composites by force", Journal of Materials Research 10(6), pp 1469-1477 114 Valle C., Mendoza M.P., Maser W.K., Martınez M.T., Alvarez L., Sauvajol J.L., Benito A.M (2009), "Effects of partial and total methane flows on the yield and structural characteristics of MWCNTs produced by CVD", Carbon 47, pp 998-1004 115 Venkat R.M., Mahajan P., Mittal R.K (2008), “Effect of architecture on mechanical properties of carbon/carbon composites”, Composite Structures 83(2), pp 131–142 116 Venugopalan R and Sathiyamoorthy D (2012), "Development of Carbon / Carbon Composites for Nuclear Reactor Applications", ISSUE No 325, pp 16-20 117 Viswanathan G., Chakrapani N., Yang H (2003), “Single-step in situ synthesis of polymer-grafted single-wall nanotube composites”, Journal of the American Chemical Society 125, pp 9258-9259 118 Vix-Guterl C., Shah S., Dentzer J., Ehrburger P., Manocha L.M., Patel M and Manocha S (2001), "Carbon/carbon composites with heat-treated pitches: II Development of porosity in composites", Carbon 39, pp 673-683 119 Wan Y.Z., Wang Y.L., Zhou F.G., Cheng G.X., Han K.Y (2002), “ThreeDimensionally Braided Carbon Fiber–Epoxy Composites, A New Type of Materials for Osteosynthesis Devices II Influence of Fiber Surface Treatment”, Journal of Applied Polymer Science 85(5), pp 1040-1046 120 Wan Y Z., Wang Y.L., Li Q.Y., Dong X H (2001), “Influence of Surface Treatment of Carbon Fibers on Interfacial Adhesion Strength and Mechanical 136 Properties of PLA-Based Composites”, Journal of Applied Polymer Science 80(3), pp 367-376 121 Wang S., Chen Z.H., Ma W.J., et al (2006), "Influence of heat treatment on physical–chemical properties of PAN-based carbon fiber", Ceramics International 32, pp 291 122 Wang J.G., Guo Q.G., Liu L., Song J.R (2002), "Study on the microstructural evolu-tion of high temperature adhesives for graphite bonding", Carbon 40, pp 2447-2452 123 Wang J.G., Guo Q.G., Liu L., Song J.R (2005), "The preparation and performanceof high- temperature adhesives for graphite bonding", Int J Adhes Adhes 25, pp 495-501 124 Windhorst T and Blount G (1997), "Carbon-carbon composites: a summary of recent developments and applications", MateriaIs & Design 18(1), pp 11-15 125 Wu C.S (2007), “Characterizing composite of multiwalled carbon nanotubes and POE-g-AA prepared via melting method”, Journal of applied Polymer Science 104, pp 1328-1337 126 Xiao P., Lu X., Liu Y., He L (2011), "Effect of in situ grown carbon nanotubes on the structure and mechanical properties of unidirectional carbon/carbon composites", Materials Science and Engineering A 528, pp 3056-3061 127 Xu H., Wang X., Zhang Y., Liu S (2006), “Single-step in situ preparation of polymer-grafted multi-walled carbon nanotube composites under 60Co “γ-ray” irradiation”, Chemistry of materials 18, pp 2929-2934 128 Yu A., Hu H., Bekyarova E., Itkis M.E., Gao J., Zhao B (2006), “Incorporation of highly dispersed SWCNTs into a polyimide matrix”, Composites Science and Technology 66, pp 1190-1197 129 Yu L., Lu Z., Chen X., Wang D., Liu J., and Hu L (2009), "Study on Phenolic-Resin/Carbon-fiber Ablation Composites Modified with Polyhedral 137 Oligomeric Silsesquioxanes", Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular System, pp 605-608 130 Yuguang J., Zhang Y., Zhang Q., Zhang A.R., Li P., Qiana W and Wei F (2013), Nanoscale 5, pp 6181-6186 131 Zhang R.L., Liu Y., Huang Y.D., Liu L (2013), "Effect of particle size and distribution of the sizing agent on the carbon fibers surface and interfacial shear strength (IFSS) of its composites", Applied Surface Science 287, pp 423-427 132 Zhao B., Hu H., Mandal S.K., Haddon R.C (2005), “A bone mimic based on the self-assembly of hydroxyapatite on chemically functionalized singlewalled carbon nanotubes”, Chemistry of materials 17, pp 3235-3241 133 Zhao J., Li K., Li H., Wang C (2006), "The influence of thermal gradient on pyrocarbon deposition in carbon/carbon composites during the CVI process", Carbon 44, pp 786-791 134 Zhi-hai F., Zhen F., Qing K., Xiang X., Bo-yun H (2014), "Effect of high temperature treatment on the structure and thermal conductivity of 2D carbon/carbon composites with a high thermal conductivity", New Carbon Materials 29(5), pp 357-362 135 Zhishuang D., Zhang B., Shi F., Li M., Zhang Z., Gu Y (2011), “Effect of heat treatment on carbon fiber surface properties and fibers/epoxy interfacial adhesion”, Applied Surface Science 257, pp 8457-8461 136 Zhonghua T., Qu D., Jie X., Zou Z (2003), "Effects of infiltration conditions on the densification behavior of carbon/carbon composites prepared by a directional-flow thermal gradient CVI process", Carbon 41, pp 2703-2710 137 Zhou Z., Wang X., Faraji S., Bradford P.D., Li Q., Zhu Y (2014), "Mechanical and electrical properties of aligned carbon nanotube/carbon matrix composites", Carbon 75, pp 307-313 Tiếng Nga 138 Бервено А (2002), Создание новых углерод-углеродных композиционных 138 материалов с применением углеродных нанотрубок, Москва, Из-во МГТУ им.Н.Э Баумана, 160-255 c (Berveno A (2002), Chế tạo vật liệu compozit cacbon-cacbon hệ sử dụng ống nano cacbon, NXB "MGTU Bauman N E.", trang 160-255) 139 Буланов И.М., Воробей В.В (1998), Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов Москва, Из-во МГТУ им.Н.Э Баумана, 318-382 c (Buranov I M., Vorobei V B (1998), Công nghệ kết cấu tên lửa hàng không vũ trụ từ vật liệu compozit, NXB "MGTU Bauman N E.", trang 318-392) 140 Бушуев Ю.Г., Персин М.И., Соколоь В.А (1994), Углерод-углеродные композиционные материалы Справочник, Москва, “Металлугия”, 68-82 c (Bushuev Yu G, Persin M I, Sokolov V A (1994), Sổ tay vật liệu compozit cacbon-cacbon, NXB "Luyện kim", trang 68-82) 141 Любин Дж (1988), Справочник по копозиционнным материалам, Моска, Машиностроение, 319-323 с (Lyubin Dj (1988), Sổ tay vật liệu compozit, NXB "Chế tạo máy", trang 319-323) 142 Мелешко А И., Половников С П (2007), Углерод, углеродные волокна, углеродные композиты, Москва "САЙНС-ПРЕСС", 176-183 с (Meleshko A I, Polivnhikov C P (2007), Cacbon, sợi cacbon, compozit cacbon, NXB "SAINZ-PRESS", trang 176-183) 143 Фитцер Э (1988), Углеродные волокна и композиты: пер с англ., Москва: Мир, 125-133 с (Fitzer E (1988), Sợi cacbon compozit chúng: dịch từ tiếng Anh, NXB "Hịa Bình", trang 125-133) 144 Щурик А.Г (2009), Искусственные углеродные материалы Пермь, 216226 с (Tshurik A G (2009), Vật liệu cacbon nhân tạo, NXB "Perm", trang 216-226) 139 ... tiễn luận án "Nghiên cứu chế tạo compozit cacbon- cacbon chứa cốt sợi ống nano cacbon định hƣớng ứng dụng công nghệ kỹ thuật cao" đặt mục tiêu nghiên cứu công nghệ để chế tạo vật liệu compozit cacbon- cacbon... TẮT CCC Compozit cacbon- cacbon CCC0 Compozit cacbon- cacbon không chứa ống chứa CNTbt CCCCNT Compozit cacbon- cacbon chứa ống chứa CNTbt Cf Sợi cacbon CNT Ống nano cacbon CNTbt Ống nano cacbon biến... Thành NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO COMPOZIT CACBON- CACBON CHỨA CỐT SỢI ỐNG NANO CACBON ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CAO Chuyên ngành: Hố lí thuyết hóa lí Mã số: 62 44 01 19 LUẬN ÁN TIẾN SĨ: