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碳碳复合材料简介及性能特点
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文章附图

碳碳复合材料简介与性能特点

碳碳复合材料,是以碳(或石墨)纤维及其织物为增强材料,以碳(或石墨)为基体,通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。

碳碳复合材料 - 碳碳复合材料简介

英文名:c-c composite or carbon-carbon composite material,碳/碳复合材料,是指以是以炭纤维(或石墨)及其织物为增强材料,以碳(或石墨)为基体,通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。它源于1958年,美国Chance-Vought公司由于实验室事故,在炭纤维树脂基复合材料固化时超过温度,树脂炭化形成炭/炭复合材料。

碳/碳复合材料是炭纤维增强炭基本复合材料,具有质量轻、耐烧蚀性好、抗热冲击好、损伤容限高、高温强度高、可设计性强等突出特点,现应用于航空、航天、电路级和太阳能级晶硅生产、高温炉等应用领域。

碳碳复合材料 - 碳碳复合材料性能特点

物理性能:C/C复合材料在高温热处理之后的化学成分,碳元素高于99%,密度低,具有极强亲和力,由于碳元素熔点高,具有耐高温,抗腐蚀和热冲击性能好的特性,耐酸、碱、盐。(2) 力学性能:体现C/C复合材料力学性能的是强度和弹性模量,耐摩擦磨损性能好。(3) 高温稳定性:C/C复合材料的室温强度可以保持到2500℃,对热应力不敏感,抗烧蚀性能好。(4) 综合性能评价:C/C复合材料在常温下的强度和弹性模量好,生产C/C复合材料环节少,可节省材料和制造费用,安全性和可靠性高。

碳碳复合材料 - C/C复合材料制造技术

在选用何种工艺来制备C/C复合材料时,应先根据C/C的应用要求选择使用什么样的纤维和基体,进而确定制备纤维和基体所要用的物质。(1) 碳纤维制备技术:制备碳纤维使用的原料不同,其工艺也稍有不同。若用聚丙烯腈,就将丙烯腈聚合、纺丝、作耐火焰处理、碳化处理,最终形成制品。若用沥青,就将粗沥青提炼,熔融纺丝,最后碳化处理。C/C的质量首先取决于碳纤维的质量。(2) 编织技术:编织技术可分为单向编织和多向编织。多向编织最少为两向,最多为11向。还可分为机器编织和手工编织。机器编织又细分为径向针织和纬向针织。机器针织技术因其产品易起毛或断裂而未能得到广泛应用;手工编织技术因其产品不存在针织品的缺点而得到国内外广泛应用。目前使用较多的是手工缠绕编织和交叉编织,比较先进的是穿刺编织。(3) 致密技术:形成编织品或纺织品后需对其作致密化处理。致密技术分为液态浸渍、固态浸渍和气态浸渍技术。目前应用较多的是化学气相沉积技术(4) 工艺技术的发展:化学气相渗透工艺、计算机模拟、高速C/C复合材料致密技术、碳珠/碳工艺。