文档介绍：碳/碳复合材料
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碳/碳复合材料航空刹车成品
固体火箭发动机( SRM) 的喷管
固体火箭发动机
直拉硅单晶炉
人造骨
C/C复合材料的诞生源自偶然
1958年美国chance一vought航空公司科研人员在测定C纤维增强酚醛树脂基复合材料中的C纤维含量时,由于实验过程中的操作失误,聚合物基体没有被氧化,反而被热解,意外地得到了C/C复合材料。
在美国空军的宇宙飞船Dyna一Soar计划和NASA的阿波罗计划中得到了发展。
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碳/碳复合材料的发展
第一阶段,从C/C复合材料的发明到上世纪六十年代中期为开发阶段。
1958年,美国Union Carbide公司用人造丝(再生纤维素)及其织物进行了碳纤维及碳织物的工业生产,并以商品形式出售产品。
1959年,进藤昭男用纯聚PAN纤维制得了CF。
1964年英国皇家航空研究所(RAE),在预氧化过程中对纤维施加张力,为制取高强度和高模量CF开辟了新的途径。
在应用方面,美法等国制定了“运载火箭材料计划”、“为C/C喷管寻找机会计划”等一系列以C/C复合材料为基础的应用开发计划。
第二阶段,六十年代中期到七十年代中期,随着C/C复合材料开发研究的逐步深入,进入了工程研究阶段。
1966年,LVT空间公司己将C/C复合材料用于阿波罗宇宙飞船控制舱光学仪器的热防护罩和x一20飞行器的鼻锥。
1969年,日本东丽公司研究成功特殊的共聚PAN纤维,并结合美国Union Carbide公司的碳化技术,生产出高强度、高模量的CF,有力地推动了C/C复合材料的发展。
1971年桑迪亚试验室制备的C/C复合材料飞行器再入头锥已成功地获得应用。
1974年英国Dunlpo公司的航空分公司首次研制出了C/C复合材料飞机刹车盘,并在协和号超音速飞机上试飞成功,使每架飞机重量可以减轻544kg,刹车盘的使用寿命提高了5一6倍。
第三阶段,七十年代中期到八十年代中期为先进的C/C复合材料时期。
C/C复合材料的各项研究进一步深入开展,坯体织物的结构设计及多向织物加工技术的成熟,成功地解决了C/C复合材料的各向异性问题,并通过正确选取和设计增强织物来满足复杂结构的需要。
对C/C复合材料的力学性能、物理性能、抗氧化性能及制备工艺进行了大量细致的研究,建立了丰富的数据库,开始将C/C复合材料用于多元喷管及新一代高推比涡轮发动机
进一步拓宽了C/C复合材料飞机刹车盘的应用,先后在数十种军、民用飞机中采用碳刹车盘,并将C/C复合材料的应用从宇航扩展到了民用。
由于C/C复合材料具有良好的生物相容性,八十年代初期,国内外还开展了C/C复合材料在生物应用上的开发,诸如人造心脏瓣膜、人造骨关节等陆续投入使用。
第四阶段,八十年代中期到现在,为C/C复合材料全面推广应用时期。
主要目标是提高C/C复合材料性能,降低成本,为此人们对其致密化技术进行了深入的研究。
美国达信特种材料快速致密化(RD)工艺,使制备C/C复合材料刹车盘的时间减少了100倍,这项专利能够在8h内生产出直径33cm的刹车盘。
美国佐治亚理工大学在美国空军的支持下改进制备C/C复合材料的方法,研究了强制气体流动/热梯度气体渗入法,使C/C复合材料的沉积速率提高了30倍。
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