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1、刹车盘用碳碳复合材料的改进陈汉本文介绍了法、强迫流一热梯度法和预成形纱法三种碳碳复合材料制造工艺的改进,其中重点介绍了预成形纱。法碳碳刹车盘碳碳复合材料关键词一架飞机刹车相当于刹住、纤维体积、纤维取向以及所用的基体。辆一吨重以每小时增强
2、用碳纤维。里运行的卡车。但飞机最苛刻的刹车情况莫过起飞中在上述三种方法中,常用的是第,两种采用液,,的紧急刹车,。体浸渍时在热解过程中树脂产生收缩需要多次浸渍因为此时的热迁移最大一架波,,。音一的刹车系统在起飞中紧急刹车时会产生加热过程效率低成本高,,,,亿千克米的功一些刹车元件将达到熔点刹车采用第种方法主要依靠气相扩散要制成复合。,为此近年研究以盘必须更换复合材料盘代替钢材料需要几个星期而且这种工艺需要在特定条件下进,,制摩擦材料盘。民机上使用碳碳刹车盘始于协
3、和号,现行气相浸渍以避免在预形件外表面产生堆积阻碍碳已广泛用于民机,选用它主要是因为它比钢刹车盘轻进一步向预形件中心扩散而无法形成密实的部件一般,,,。,有好的性能寿命长以一为例解决的办法是在中温下以低的扩散率进行沉积但即使,,如此,用碳碳代替钢省重千克更换寿命加长由起在成形过程中也要几次把堆积在表面的碳切削掉落增至起落。钢盘用后一般经不住试验,而以促使碳向预形件中心扩散。此法只适于厚度小于毫。。碳碳刹车盘都超过试验的要求。因此,碳碳刹车米的部件成本比浸渍法高
4、目前已有一些解决上述矛、盘已逐渐取代钢盘。以波音飞机为例,波音公司卖给用盾的方法,可将工艺过程周期从几周几个月减到几个。户的,刁和可在两种刹车盘之间任选一种而最近咐。的一以及则只提供碳碳盘!也法只提供碳碳刹车盘。,复合材公司的目前碳碳刹车盘的问题是料的制造美国法的特点是采用液体浸渍。,成本高最便宜的盘加工前的成本为每磅一美法而不是气相或树脂浸溃它是将预形件放人一个反应元。器中,反应器内装有含碳的液体前体,反应器相当小,边长仅
5、米,预形件浸渍到液体中,用电加热预形碳碳复合材料制造中的问题件。电加热使液体沸腾,从而氢原子裂化出去,碳沉积航空航在预形件上。天工业用的碳碳复合材料的制造方法主要有。三种,这三种方法均用碳纤维以及一种前体作纤维的基这种方法的好处是可以避免碳只堆积在外表面因体。一种方法是用热固性树脂作为基体的前体,在为部件周围沸腾的气体吸走部分热,使表面冷却从而使。一℃进行固相热解处理几次以便于对纤维浸渍最碳在温度高的中心得以沉积这样部件首先从中心部分后一次处理在一℃进行。第种方法是用热塑开始
6、自动致密化,不致因为要防止碳层堆积而限制沉积。,,事实上由于液体沸腾引起的液体紊流可以加速沉性沥青通过液相热解数次然后在一℃碳化速度。一℃进行最后处理。第并最后在种方法用的积过程公司仅用小时就制出一个直径毫碳氢蒸气在一℃进行气相热解处理数次并最后、。在一℃进行热处理。米完全密实的刹车盘这样高速的生产可以使飞机维,碳碳可以制得各种性能的复合材料,这主要取决于修商不必库存大量的碳碳复合材料刹车盘从而降低了航空制造工程一一。库
7、存成本这对于拥有飞机数量少的航空公司特别有半成品复合材料利。层合,履奚马八法还可以降低固定资产投资因为只是加热预一一一炸。无纬布形件而不是整个反应器法也易于自动化以及采用闭环控制。一庵矗单件乳一一军粟瓤‘强迫流一一一一热梯度化学气相沉积法囊黔夔馨螺旋螺旋形在美国空军科研局资助的乔治亚技术研究所争啄感及纵气各望魁经切削纱随机铺放——经切削采用对传统气相沉积进行强化的,厘米厚的工艺个旧寸,。部件只需花刁而传统法要用几百个刁咐图原材料加成复合
8、材料的方法,新法叫做强迫流一热梯度法其原理是采用大。预成形纱约年前为生产陶瓷复合材料研制的一种系统它是利、用压力来迫使含碳的丙烯丙烷或甲烷蒸气通过热至这种方法的特点是采用预成形纱,这种预成形纱已℃的预形件进行气相沉积。在全世界取得专利。这种工艺方法效率高的关键在于预形件中形成了一图。所示为预成形纱制法的原理图在碳纤维束中个温度梯度,碳不致堆积在预形件外缘上,同时可以扩含有碳基粉末。碳基粉末山焦
