碳碳復合材料詳解 C/C復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)是(shi)指(zhi)以(yi)(yi)(yi)(yi)碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)作為增(zeng)強(qiang)(qiang)體(ti),以(yi)(yi)(yi)(yi)碳(tan)作為基體(ti)的(de)一類復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。作為增(zeng)強(qiang)(qiang)體(ti)的(de)碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)可(ke)用(yong)多種形式(shi)和種類,既可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)用(yong)短(duan)切(qie)纖(xian)(xian)維(wei),也可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)用(yong)連續(xu)長纖(xian)(xian)維(wei)及編(bian)織物。各種類型的(de)碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)都(dou)可(ke)用(yong)于C/C復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)增(zeng)強(qiang)(qiang)體(ti)。碳(tan)基體(ti)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)通過化學氣相(xiang)沉(chen)積制備的(de)熱(re)(re)解(jie)碳(tan),也可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)是(shi)高(gao)分子(zi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)熱(re)(re)解(jie)形成的(de)固體(ti)碳(tan)。C/C復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)作為碳(tan)纖(xian)(xian)維(wei)復(fu)合(he)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)家族的(de)一個重要成員(yuan),具有密度低、高(gao)比強(qiang)(qiang)度比模量、高(gao)熱(re)(re)傳導性(xing)(xing)、低熱(re)(re)膨脹系數(shu)、斷裂韌性(xing)(xing)好、耐(nai)磨、耐(nai)燒蝕等特點,尤其是(shi)其強(qiang)(qiang)度隨著溫度的(de)升(sheng)高(gao),不僅不會降低反(fan)而還可(ke)能升(sheng)高(gao),它(ta)是(shi)所有已知材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)中耐(nai)高(gao)溫性(xing)(xing)最(zui)好的(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。因而它(ta)廣(guang)泛地應用(yong)于航天、航空、核(he)能、化工、醫(yi)用(yong)等各個領域。 C/C復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)料的制備工藝(yi)主(zhu)要(yao)有兩種方法(fa)(fa):化(hua)學氣(qi)(qi)相法(fa)(fa)(CVD或(huo)CVl)和液(ye)相浸(jin)漬(zi)一碳(tan)化(hua)法(fa)(fa)。前(qian)者是以(yi)有機低(di)分(fen)子氣(qi)(qi)體(ti)為(wei)前(qian)驅(qu)體(ti),后者是以(yi)熱(re)塑性(xing)樹(shu)脂(石油瀝青(qing)、煤瀝青(qing)、中間相瀝青(qing))或(huo)熱(re)固性(xing)樹(shu)脂(呋(fu)喃、糠(kang)醛、酚醛樹(shu)脂)為(wei)基體(ti)前(qian)驅(qu)體(ti),這些原(yuan)料在高溫下發生一系(xi)列復(fu)(fu)雜化(hua)學變化(hua)而轉化(hua)為(wei)基體(ti)碳(tan)。為(wei)了(le)得到(dao)更好的致密化(hua)效果(guo),通常將化(hua)學氣(qi)(qi)相法(fa)(fa)和液(ye)相浸(jin)漬(zi)一碳(tan)化(hua)法(fa)(fa)進行復(fu)(fu)合(he)致密化(hua),得到(dao)具有理(li)想密度(du)的C/C復(fu)(fu)合(he)材(cai)(cai)料。 1、化學氣相法 化(hua)學(xue)氣(qi)相法(fa)(cVD或cVI)是直接(jie)在(zai)(zai)坯體孔內(nei)沉(chen)積碳,以達到填(tian)孔和增密的(de)目的(de)。沉(chen)碳易石墨化(hua),且與(yu)纖維之間的(de)物理兼(jian)容性好,而且不會像浸(jin)漬法(fa)那(nei)樣在(zai)(zai)再(zai)碳化(hua)時產生(sheng)收縮,而這種(zhong)方法(fa)的(de)物理機(ji)械陛能比較(jiao)好。但在(zai)(zai)cVD過程中,如果碳在(zai)(zai)坯體表面(mian)沉(chen)積就會阻止(zhi)氣(qi)體向內(nei)部孔的(de)擴散。對于表面(mian)沉(chen)積的(de)碳應用機(ji)械的(de)方法(fa)除去(qu),再(zai)進行新(xin)一(yi)輪沉(chen)積。對于厚制品,CVD法(fa)也存在(zai)(zai)著一(yi)定的(de)困(kun)難,而且這種(zhong)方法(fa)的(de)周期也很長。 2、液相(xiang)浸漬(zi)法一(yi)碳化(hua)法 液(ye)相(xiang)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)法(fa)相(xiang)對而言設備(bei)比較簡(jian)單(dan),而且這(zhe)種方(fang)法(fa)適用性(xing)(xing)也比較廣泛,所以液(ye)相(xiang)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)法(fa)是(shi)制備(bei)C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)一個重要方(fang)法(fa)。它是(shi)將碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)制成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)預成(cheng)型體(ti)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)入(ru)液(ye)態的(de)(de)(de)(de)(de)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑中(zhong),通過(guo)加壓(ya)使(shi)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑充分(fen)滲入(ru)到預成(cheng)型體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)空(kong)隙中(zhong),再(zai)通過(guo)固化(hua)(hua)(hua)、碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)、石墨化(hua)(hua)(hua)等一系(xi)列過(guo)程的(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan),最終得到C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)。它的(de)(de)(de)(de)(de)缺(que)點是(shi)要經過(guo)反復多次(ci)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)、碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)循環(huan)才能(neng)(neng)達到密度(du)(du)要求。液(ye)相(xiang)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)法(fa)中(zhong)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)和結構十分(fen)重要,它不(bu)僅影(ying)響(xiang)致密化(hua)(hua)(hua)效率(lv),而且也影(ying)響(xiang)制品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)機械性(xing)(xing)能(neng)(neng)和物理(li)性(xing)(xing)能(neng)(neng)。提(ti)高(gao)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)收率(lv),降低(di)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)(de)(de)(de)(de)黏度(du)(du)一直是(shi)液(ye)相(xiang)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)法(fa)制備(bei)C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)所要解決的(de)(de)(de)(de)(de)重點課題之一。浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)黏度(du)(du)和低(di)碳(tan)(tan)化(hua)(hua)(hua)收率(lv)是(shi)目前C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)成(cheng)本(ben)較高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)重要原因之一。提(ti)高(gao)浸(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)漬(zi)(zi)(zi)劑的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)不(bu)僅能(neng)(neng)提(ti)高(gao)C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)生產效率(lv),降低(di)其成(cheng)本(ben),也可提(ti)高(gao)C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)各種性(xing)(xing)能(neng)(neng)。C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei)在空(kong)氣(qi)中(zhong),于360℃開(kai)始氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),石墨纖(xian)維(wei)(wei)要略好(hao)于碳(tan)(tan)纖(xian)維(wei)(wei),其開(kai)始氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)420℃,C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)溫(wen)度(du)(du)為(wei)(wei)450℃左(zuo)右。C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)在高(gao)溫(wen)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)性(xing)(xing)氣(qi)氛下極易氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua),并且氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)速率(lv)隨著溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)升高(gao)迅速增大,若無抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)措(cuo)施(shi),在高(gao)溫(wen)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)環(huan)境(jing)中(zhong)長時間(jian)使(shi)用C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)必將引(yin)起災難性(xing)(xing)后(hou)果(guo)。因此,C/C復合(he)(he)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)已成(cheng)為(wei)(wei)其制備(bei)工藝中(zhong)不(bu)可缺(que)少的(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)部分(fen)。從(cong)抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)途徑上(shang)看,可分(fen)為(wei)(wei)內部抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)技術(shu)和抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)涂(tu)層技術(shu)。 C/C復(fu)(fu)合材(cai)料的(de)(de)主要兩大應用領(ling)域C/C復(fu)(fu)合材(cai)料作為(wei)優(you)異的(de)(de)熱(re)結構、功能一體化工程材(cai)料,自(zi)1958年誕生以來,在軍工方面得(de)到了長足的(de)(de)發展(zhan),其中最(zui)重要的(de)(de)用途是用于制造導彈(dan)的(de)(de)彈(dan)頭部(bu)件(jian)。由(you)于其耐高溫、摩擦性好,目前已廣(guang)泛用于固體火箭(jian)發動機噴管、航天飛機結構部(bu)件(jian)、飛機及(ji)賽車(che)的(de)(de)剎車(che)裝置、熱(re)元(yuan)件(jian)和機械緊固件(jian)、熱(re)交換器、航空(kong)發動機的(de)(de)熱(re)端部(bu)件(jian)等(deng)。 在線留言 產品介紹 分享到(dao): 相關產品 六工石墨的5月總結 石墨的比熱容介紹 石墨坩堝:深入了解其特性、應用與保養 石墨粉:黑金之魅,探索無盡的可能 石墨電極:從基礎到應用 石墨氈:古老材料的新篇章