碳碳复合材料简介.ppt

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1、C/C复合材料1091900108计璇目录定义性能制备工艺应用一定义碳/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、电传导特性等特点.而且,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2200℃)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3.1预制体成型在进行预制体成型前,根据所设计复合材料的应用和工作环境来选

2、择纤维种类和编织方式.例如,对重要的结构选用高强度、高模量纤维.对要求导热系数低的则选用低模量炭纤维,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.3.2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,此即致密化过程.传统的致密化工艺大体分为液相浸渍和化学气相沉积(CVI)两种.3.3液相浸渍工艺液相浸渍工艺一

3、般在常压或减压下进行.重复浸渍———炭化———石墨化,达到致密预制体.此工艺存在问题是:(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(ChemicalVaporInfiltration,简称CVI)工艺.有的文献称化学气相沉积工艺是最早采用的一种致密化方法.主要原理是利用碳氢化合物气体在高温下分解并沉积炭于预制体.与液相浸渍工艺相比,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

4、有结构均匀、完整、致密性好、石墨化程度高等优点.目前国外主要用等温CVI法生产碳/碳复合材料刹车盘.3.4(1)因其良好的生物相容性,在生物医学方面,可作人体骨骼的替代材料,比如人工髋关节、膝关节、牙根等.(2)汽车、赛车的制动系统.(3)利用其高导电率和很高尺寸稳定性,制造卫星通讯抛物面无线电天线反射器.(4)用碳/碳复合材料代替石棉制造熔融玻璃的滑道,其寿命可提高100倍以上.(5)制作高温紧固件.在700℃以上,金属紧固件强度很低,而碳/碳复合材料在高温下呈现优异承载能力,可作高温下使用的螺栓、螺母、垫片等.四应用