第9章 CC复合材料.ppt

碳碳/碳复合材料碳复合材料9.1 概述 碳碳/碳复合材料是由各种碳纤维或各种碳织物增强碳碳复合材料是由各种碳纤维或各种碳织物增强碳,或或石墨化的树脂碳石墨化的树脂碳(或沥青或沥青)以及化学气相沉积以及化学气相沉积(CVD)碳所碳所形成的复合材料。形成的复合材料。C/C复合材料且质量小、刚性好，并且是极耐高温的材复合材料且质量小、刚性好，并且是极耐高温的材料，其强度随温度升高而增加，在料，其强度随温度升高而增加，在2500达到最大值，达到最大值，同时它有良好的抗烧蚀性能和抗热震性能，是宇航中同时它有良好的抗烧蚀性能和抗热震性能，是宇航中非常重要的材料，例如作为导弹的鼻锥体。非常重要的材料，例如作为导弹的鼻锥体。C/C复合复合材料还具有优异的耐摩擦性能和高的热导率，使其在材料还具有优异的耐摩擦性能和高的热导率，使其在飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。但是飞机、汽车刹车片和轴承等方面得到应用。但是C/C复合材料不能在氧化性气氛中耐受高温，因此关于复合材料不能在氧化性气氛中耐受高温，因此关于C/C复合材料的抗氧化研究是一个重点内容。复合材料的抗氧化研究是一个重点内容。1.C/C复合材料的基体前驱体复合材料的基体前驱体 基体材料分为热解碳与浸渍碳两种，热解碳主要是甲基体材料分为热解碳与浸渍碳两种，热解碳主要是甲烷、乙烷、丙烷和乙烯以及低分子芳烃等组成，经高烷、乙烷、丙烷和乙烯以及低分子芳烃等组成，经高温裂解生成碳，浸渍碳是树脂或沥青经碳化或石墨化温裂解生成碳，浸渍碳是树脂或沥青经碳化或石墨化制得。制得。沥青浸渍碳通常于低压或常压下残余碳，因而产碳率沥青浸渍碳通常于低压或常压下残余碳，因而产碳率较低，但易于石墨化，最终生成的石墨为各向同性的，较低，但易于石墨化，最终生成的石墨为各向同性的，其电阻率低，热导性好，模量高。其电阻率低，热导性好，模量高。树脂浸渍碳是经高温生成的，通常产碳率较高，但难树脂浸渍碳是经高温生成的，通常产碳率较高，但难以石墨化，且电阻率高，热导率差，最终生成的石墨以石墨化，且电阻率高，热导率差，最终生成的石墨为各向异性的。为各向异性的。热解碳原料来源丰富，质量可靠，品种多，且成本低，热解碳原料来源丰富，质量可靠，品种多，且成本低，选材范围广。选材范围广。9.2 C/C复合材料的制备成型方法很多，其工艺过程大致归纳为以下几种成型方法很多，其工艺过程大致归纳为以下几种方法：方法：碳纤维成型物（碳毡、碳布、碳纤维缠绕、碳纤维多向编织物）纤维与树脂预浸料 短纤维与沥青或树脂混合物树脂或沥青浸渍热压制坯喷射制坯碳化CVD渗透C/C复合材料石墨化石墨化C/C复合材料