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1、、碳碳复合材料的工艺组织和性能石荣碳碳复合材料的工艺、组织和性能,石荣卜海交通大学材料科学系卜海、,摘要综述了破碳复合材料在制备工艺组织与性能等方面的研究进展并结合国内的研究情况,指出了应着重解决的一些问题。关键词碳碳复合材料致密化抗氧化组织力学性能。、。、,、、。〔。〕,·,,,。,,成果。多维整体编织技术使潜能的发挥成为可引言,、,、能除一维二维外现今还可提供三维多向三向、、、、、’。先进复合材料主要有树脂基金属基陶瓷基和四向五向七向十一向等预制体口」的,,碳基复合材料等四类其中树脂基复合材料的应用应用范围在不断扩大作为抗烧蚀材料和高速制
2、动,‘“。已较为成熟匕〕而非树脂基复合材料则在航空耐热构摩擦材料早己成功地运用于航空航天领域而将件等方而有着广阔的应用前景。推比。发动机的涡其作为高温长时使用的热结构材料运用于航空发动“,,轮前进口温度达推比一的发动机则机热端部件则正是目前研究和发展的重要方向国。、、高达。一℃国外已将金属基复合材料用于外己有喷嘴鱼鳞片喷油杆等零部件运用于推比以上发动机的压气机和风扇叶片。而关键高、幻影。。飞机发动机或通过了地而试验团。温部件则只能采用陶瓷基复合材料和碳纤维增强碳此外,作为其他功能和结构材料在民用工业中亦有基复合材料碳碳复合材料,简记为。前者的
3、许多应用。一可高达〔丫则工作温度以上而是’一“。的致密化与抗氧化以上特别是超过的唯一候选材料巨〕可以,“”。说是先进复合材料的典型代表是新材料技术致密化的实质性问题便是填孔〔丫的的集中体现。世界研究的几十年高潮迭起,应致密方法主要有液相浸渍法和化学气渗透法用范围的不断扩大激起了人们高涨的研究热情。两种。液相浸渍法浸渍液相选取可降解的热固性树发展简史。脂和热塑性沥青典型工艺流程为浸渍一碳化一石,自年偶然诞生后阔在不到年的墨化。浸渍液的枯度、残碳率以及浸渍温度和压力是,。影一川时间里因其超常品质卓越性能及巨大潜力而得以响密度的重要因素如采用缓慢升
4、温。,迅猛发展的发展可以说与碳纤维的发展和加高压残碳率可由一般的一。,‘。息息相关由最初的粘胶基到年代初期和末升至左右期基和沥青基的先后问世并迅速产法是将预制体在惰性气氛下加热至,,。业化卜」其性能大大提高价格则大幅度降低,某一温度后将有机气体混合物渗透进入预制的发展带动了的发展,年代末磁编织和磁缠体内部,使热解碳沉积于表面,从而制得。绕技术成功运用于预制体成型,使得的应用法制备的称为热解碳一’。。,。用取得了实质性突破」近年来进展神基年即将该项技术引入制,,,。速研究队伍日益壮大各项研究向纵深方向发展备工艺中年英国公司首次将热解碳“”。‘」
5、。的制备技术和抗氧化研究等方面己取得丰硕基用于协和号飞机刹车系统工艺也材料导报年月第卷第期广泛用于制备的抗氧化和抗磨损涂层以及制。,、组织与力学性能备其他无机新材料法类型较多如均热法热、,‘’一‘。、、仁〕的突出优点是高比强度高比模量高断梯度法压差法和脉冲法等各有其利弊。、对基本的浸渍工工艺加以改进又衍生出许裂韧性和优异的高温力学性能有关力学性能及其。多新工艺。如在浸渍一碳化过程中加高压的高压浸评价的文献己有不少年代到年代中期主要研究一维一的强度特性及评价。。年渍一碳化工艺对制备高密度和大,一一。不尺寸如又试件可匕低压工代中期以来重点转至和方
6、而,艺缩短工时一,并且可以改善材质。过有关组织一力学性能关系的报道却很。,。一及其〕,少卿川事实上这也是一个相当复杂的问题其复合作者探索了直流等离子体增强工艺。将渗透温度从通常的。℃降至,并得到相杂性首先表现在组织的纷繁多样性上是,。‘一种先进复合材料而本质上又是一种特种新型碳同性能〔」的材料最近等提出了强制。热,拼质材料由于碳质材料的化学结合和基本结构的多梯度法其最产沉积速率可达。,可,,样性导致了微观组织和宏观组织的多样性根据复比均热法一提高近倍而,矛一泌合材料的特点考察影响力学性能的组织囚素的研究人员提出的、一时要将重点放在碳基体及界而
7、结构等三个方法则体现了一种较新的思路用配制的。浸,一而渍预制体再于某一临界压力温度下除去凝,这,胶样剩余的包围的硅胶就具有大量孔隙再,、。几十年来对的制造结构与性能等已进行经填孔即能节省大量时间仁〕了深入研究,国内外一些有代表性的专著也相继问早期制备多采用单一的浸渍或工艺,。一〕世比尽管目前可生产出高强可达高模以后发展了复合工艺,得到了性能更好的混合基体,可达等高性能,但是显然不能单几十年来,人们一直不遗余力地改进工艺或探索无独作为工程材料使用。用作的增强相一直公害新工艺,以使致密速度更快,工艺条件更是的重要应用之一。的增强效果除了与其体简单
8、,性能价格比更高。积分数有关外,还与其类型、表而处理情况、复合工有一,否则其潜力将无致命问题须要解决。,。艺及热处理制度等有关后面几个因素实质上是通从发挥这就是在空
