文档介绍：第六章碳/ 碳复合材料( Carbon-posites ) 主要内容一、碳/ 碳复合材料简介二、碳/ 碳复合材料性能三、碳/ 碳复合材料应用四、碳/ 碳复合材料制备工艺五、碳/ 碳复合材料抗氧化性能六、碳/ 碳复合材料组织及界面一、碳/ 碳复合材料简介碳/ 碳复合材料( C/C )是复合材料大家族中的重要一员。非常值得一提的是, C/C 的发现是带有偶然性的。 1968 年美国一家航空公司研究所在进行 C f 增强树脂基复合材料实验时,意外之中将树脂碳化,得到一种碳材料。研究人员未进行处理,而是当作一种新材料- C f /C 进行研究,并开发出一系列 C/C 复合材料。 C/C 复合材料出现后,很快得到重视,并应用到宇航、火箭、导弹、航空等高技术领域,并在其它领域也开始得到应用。 C/C 是由 C f 或 C f 制品(布、毡、织物)增强碳基体的碳基复合材料。 C/C 组成元素只有 C ,因而具有碳材料( 包括石墨) 的优点: ●密度低; ●高的导热性; ●低的热膨胀系数(CTE); ●超高温力学性能; ●对热冲击不敏感等但 C 材料最大的弱点是易氧化,一般在 375 ℃以上就开始有明显的氧化现象。所以 C/C 在高温下使用必须经过抗氧化处理。碳/ 碳复合材料首先是由碳纤维制成多孔隙的预制体, 然后采用浸渍树脂(或沥青)炭化,或者采用化学气相沉积/ 渗透( CVD/CVI )的方式将多孔预制体中孔隙填充而获得的。根据实际应用构件的形状和使用要求,设计预制体的构成,可以得到不同结构的碳/ 碳复合材料。例如二维、三维(三维正交,三维编织)等碳/ 碳复合材料构件。将碳/ 碳复合材料表面形成 SiC ,可以获得一种梯度“陶瓷碳/ 碳复合材料”。二、碳/ 碳复合材料性能 1 、力学性能——常温性能高性能单向增强和正交增强 C/C 的性能典型三维正交 C/C 的性能 1 、力学性能——高温性能在非氧化性气氛中,碳/ 碳复合材料可以在 2800 ℃下仍然保持其强度,这是所有结构材料(金属、陶瓷) 无法做到的。而且,高温下,碳/ 碳复合材料的强度甚至还有所提高。 1 、力学性能——与碳材料的对比 C/C 复合材料的力学性能在室温和高温下都明显高于基体的碳材料。 2 、摩擦性能碳/ 碳的高温摩擦性能稳定;刹车时吸收动能高,能显著提高飞机制动性能;密度低,并能显著减轻飞机刹车装置的重量。◆摩擦系数: - 高温下稳定。飞机制动过程中,刹车盘整体温度达 500 ℃,而表面最高温度可达 1500 ℃以上。◆动能吸收:820-1050kJ/kg 过去采用钢/ 金属陶瓷刹车盘,动能吸收为 300-500kJ/kg , ◆飞机起落次数: 1500-3000 次钢/ 金属陶瓷刹车盘仅 800-1000 架次◆飞机刹车装置减重 Boeing-747 ,减重 635kg ; A-320 减重 550kg