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碳/碳复合材料的发展
文章来源: 行业新闻   发表时间:2016-12-06 11:20:58

20世纪70年代是C/C复合材料在美国和欧洲得到了快速的发展,开发了碳纤维的多向编织技术,高压液相浸渍工艺以及化学气相浸渗(CVI)工艺,使C/C复合材料的性能得到进一步的提高。

20世纪80年代以来,C/C复合材料在世界各国的研究都极为活跃,不断开发出新的工艺,在性能提高、快速致密化、抗氧化等研究领域都取得了很大的进展。
  C/C复合材料的制备方法有很多,所用的原料不同,C/C复合材料的制备工艺也各不相同如图10-1所示,归纳起来主要有浸渍、CVD(CVI)法、高压碳化法(PIC)及粉末烧结法等。浸渍法相对而言设备比较简单,而且这种方法适用性也比较广泛。它的缺点是要经过反复多次浸渍碳化的循环才能达到密度要求。CVD(CVI)法是直接在坯体孔内沉积碳,以达到填孔和增密的目的。沉碳易石墨化,且与纤维之间的物理兼容性好,而且不会像浸渍法那样在再碳化时产生收缩。因而这种方法的物理机械性能比较好。但在CVD过程中,如果碳在坯体表面沉积就会阻止气体向内部孔的扩散。对于表面沉积的碳应用机械的方法除去,再进行新一轮沉积。对于厚制品CVD法也存在着一定的困难。而且这种方法的周期也很长。其实高压碳化(PIC)法并不能算是一种制备C/C复合材料独立的方法,但因其具有特殊性而被单列为一种方法。这种方法是在超高压下进行碳化处理浸渍后的C/C复合材料坯体,它可以防止坯体中浸入物在高温下流失。这种方法可大大提高碳收率。以沥青为例,常压碳化法收率为(50~60)%,9.81MPa下碳化收率达90%,在98.1MPa下碳化,收率可接近100k。但这种方法对设备要求较高,特别是制备大制品时,很难实现。

碳纤维