文档介绍：CC复合材料
姚祥瑞
目录
定义
性能
制备工艺
发展前景及用途
一定义
碳/碳复合材料是复合材料的一种,它是以碳为基体,由碳纤维或其制品(碳毡或碳布)增强的复合材料.
二性能
它兼有碳的惰性和碳纤维的高强度,具有良好的机械性能、耐热性、耐腐蚀性、磨擦减振特性及热、,其质轻,比强度和比弹性模量都很高,更重要的是这种材料随着温度的升高(可达2 200 ℃)其强度不降低,甚至比室温条件下还高。
三制备工艺
制备碳/碳复合材料主要步骤为:
预制体成型→致密化处理→最终高温热处理
预制体成型
在进行预制体成型前,,对重要的结构选用高强度、,如粘胶基炭纤维
成型方法为用短纤维增强: (1) 压滤法; (2) 喷涂法; (3) 热压法; (4) 浇注法
用连续长纤维增强: (1) 预浸布层压、铺压、缠绕等做成层压板、回转体和异形薄壁结构; (2) 编织技术.
致密化处理
成型后的预制体含有许多孔隙,密度也低,不能直接应用,须将炭沉积于预制体,填满其孔隙,才能成为真正的结构致密、性能优良的碳/碳复合材料,(CVI)两种.
液相浸渍工艺
液相浸渍工艺一般在常压或减压下进行.
重复浸渍———炭化———石墨化,:
(1) 工艺繁复、周期长、效率低;
(2) 液体难以浸渍到预制体微孔中;
(3) 有些浸渍液在常压和减压下炭化收率低,必须加压
(4) 有些浸渍液炭化时粘附性过好,易于阻塞气孔口,难以达到致密要求,如树脂
化学气相沉积(Chemical Vapor Infiltration ,简称 CVI),,化学气相沉积工艺不仅过程便于精确控制,而且所制备的材料还具有结构均匀、完整、致密性好、 CVI法生产碳/碳复合材料刹车盘.
常规化学气相沉积方工艺(等温法)仍有许多不足:由于受到气相扩散速率和表面反应速率的制约,,对沉积炭显微组织的选择余地有限,得到的通常为光滑层(S L)组织,要想提高沉积炭温度,以得到粗糙层(RL)炭,则又易形成表面的气孔堵死,以及表层和里层的密
度差提高[6 ].同时,等温 CVI制备碳/碳复合材料周期长(约 1 000 - 1 500 h) 、原料气利用率低( < 5 %) ,需要数次石墨化和机加工,需用大量高能耗的贵重设备,成本很高