?/p>
/
炭复合材?/p>
(CARBON/CARBON COMPOSITES)
?/p>
/
炭复合材料是以炭纤维增强炭基体的复合材料?/p>
该材料源于一次意外的
发现?/p>
1958
年美?/p>
CHANCE VOUGHT
实验室进行碳
/
酚醛实验时失误导致得?/p>
炭基体。由此,在复合材料家族中又增加了一个新成员?/p>
?/p>
/
炭复合材料的特点:炭
/
炭复合材料不仅具有其它复合材料的优点,同?/p>
又有很多独到之处?/p>
(1)
其整个体系均由碳元素构成,由于碳原子彼此间具有极
强的亲合力,使炭
/
炭复合材料无论在低温或高温下,都有很好的稳定性。同时,
炭素材料高熔点的本质属性,赋予了该材料优异的耐热性,可以经受?/p>
2000
?/p>
左右的高温,
是目前在惰性气氛中高温力学性能最好的材料?/p>
更重要的是这种材
料随着温度的升高其强度不降低,
甚至比室温时还高?/p>
这是其它结构材料所无法
比拟的?/p>
(2)
比重轻(小于
2.0g/cm
3
),仅为镍基高温合金?/p>
1/4
,陶瓷材料的
1/2
?/p>
(3)
抗烧蚀性能良好,烧蚀均匀,可以承受高?/p>
3000
℃的高温,运用于?/p>
时间烧蚀的环境中?/p>
如航天工业使用的火箭发动机喷管?/p>
喉衬等具有无与伦比的
优越性?/p>
(4)
耐摩擦磨损性能优异,其摩擦系数小、性能稳定,是各种耐磨和磨
擦部件的最佳候选材料?/p>
致密化工?/p>
致密化技术是制备?/p>
/
炭复合材料的关键?/p>
?/p>
/
炭复合材料的致密化方法主要分
为两大类?/p>
树脂?/p>
沥青的液相浸渍工艺及碳氢化合物气体的气相渗透工?/p>
?/p>
CVI
?/p>
?/p>
树脂浸渍工艺的典型流程是?/p>
将预制增强体置于浸渍罐中?/p>
在真空状态下用树?/p>
浸没预制体,
再充气加压使树脂浸透预制全体,
然后?/p>
将浸透树脂的预制体放?/p>
固化罐内进行加压固化?/p>
随后在炭化炉中保护气氛下进行炭化?/p>
由于在炭化过?/p>
中非碳元素分解,
会在炭化后的预制体中形成很多孔洞?/p>
因此?/p>
需要多次重复以
上浸渍、固化、炭化步骤,以达到致密化的要求。沥青浸渍工艺与树脂浸渍工艺
类似?/p>
不同之处是沥青需要在熔化罐中真空熔化?/p>
随后将沥青从熔化罐注入浸?/p>
罐进行浸渍?/p>
浸渍用前驱体需精心选择,它应具有残炭率高、粘度适宜、流变性好等特点?/p>
许多热固性脂具有较高的残炭率,如酚醛树脂、呋喃树脂、聚酰亚胺、聚苯撑?/p>
聚苯撑氧等?/p>
大多数热固性树脂炭化后形成的树脂炭很难石墨化?/p>
但在高温高压