第八章 碳碳复合材料.ppt

第八章第八章 C/CC/C复合材料复合材料 一一一一.简述简述简述简述高熔点材料高熔点材料高熔点材料高熔点材料 WW：Tm=3500Tm=3500；TaCTaC、HfCHfC：Tm=4000Tm=4000；C C石石石石：升华升华升华升华 38003800C/CC/CC/CC/C复复复复合合合合材材材材料料料料的的的的研研研研制制制制，起起起起始始始始于于于于火火火火箭箭箭箭发发发发动动动动机机机机喷喷喷喷嘴嘴嘴嘴大大大大型型型型石石石石墨件的改进。墨件的改进。墨件的改进。墨件的改进。由于石墨强度低、脆性大，高速气流冲蚀严重。由于石墨强度低、脆性大，高速气流冲蚀严重。由于石墨强度低、脆性大，高速气流冲蚀严重。由于石墨强度低、脆性大，高速气流冲蚀严重。采用碳纤维编织物浸渍沥青，采用碳纤维编织物浸渍沥青，采用碳纤维编织物浸渍沥青，采用碳纤维编织物浸渍沥青，10001000碳化，碳化，碳化，碳化，2800 2500250025002500石墨化后，抗热振性提高明显，可有效防止烧石墨化后，抗热振性提高明显，可有效防止烧石墨化后，抗热振性提高明显，可有效防止烧石墨化后，抗热振性提高明显，可有效防止烧蚀过程中的开裂剥落。蚀过程中的开裂剥落。蚀过程中的开裂剥落。蚀过程中的开裂剥落。三、主要性能三、主要性能三、主要性能三、主要性能1 1 1 1力学性能力学性能力学性能力学性能 密密密密度度度度小小小小，高高高高的的的的抗抗抗抗拉拉拉拉强强强强度度度度和和和和高高高高弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量，高高高高温温温温下下下下性能稳定。性能稳定。性能稳定。性能稳定。碳素材料性能比较碳素材料性能比较碳素材料强度与温度的关系碳素材料强度与温度的关系2 2热学性能热学性能 热膨胀系数小，导热性好，耐热冲击性极好。热膨胀系数小，导热性好，耐热冲击性极好。3 3烧蚀性能烧蚀性能 表面烧蚀温度高，通过辐射和升华带走大量热；表面烧蚀温度高，通过辐射和升华带走大量热；烧蚀率低，且均匀。烧蚀率低，且均匀。材料材料碳碳/碳碳聚丙聚丙乙烯乙烯尼龙尼龙/酚醛酚醛高硅高硅氧氧/酚醛酚醛Qq(千卡千卡/公斤公斤)1100014000173024904180不同材料的有效烧蚀热不同材料的有效烧蚀热4 4 4 4、生物相容性好、生物相容性好、生物相容性好、生物相容性好 可用于人体骨骼，心脏瓣膜等。可用于人体骨骼，心脏瓣膜等。可用于人体骨骼，心脏瓣膜等。可用于人体骨骼，心脏瓣膜等。5 5 5 5、隔热性差、隔热性差、隔热性差、隔热性差 控控控控制制制制材材材材料料料料的的的的密密密密度度度度梯梯梯梯度度度度，或或或或与与与与其其其其它它它它材材材材料料料料复复复复合合合合成成成成梯梯梯梯度度度度材料。材料。材料。材料。6 6 6 6、抗氧化性不好、抗氧化性不好、抗氧化性不好、抗氧化性不好 加入抗氧化性物质，或用加入抗氧化性物质，或用加入抗氧化性物质，或用加入抗氧化性物质，或用SiCSiCSiCSiC涂层。涂层。涂层。涂层。10.10.10.10.混杂纤维复合材料混杂纤维复合材料混杂纤维复合材料混杂纤维复合材料 一、复合思想的延伸一、复合思想的延伸一、复合思想的延伸一、复合思想的延伸二、常用纤维的性能缺陷二、常用纤维的性能缺陷二、常用纤维的性能缺陷二、常用纤维的性能缺陷玻璃纤维玻璃纤维GF GF 碳纤维碳纤维CF CF 芳纶纤维芳纶纤维KF KF 疲劳寿命短疲劳寿命短 冲击强度低冲击强度低 易老化易老化 弹性模量低弹性模量低 破坏应变小破坏应变小 横向强度，抗压差横向强度，抗压差 不导电不导电 导电导电 不导电不导电 膨胀系数正膨胀系数正 膨胀系数负膨胀系数负 膨胀系数负膨胀系数负 3030元元/Kg/Kg 10001000元元/Kg/Kg 300300元元/Kg/Kg