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碳纤维内部抗氧化技术和抗氧化涂层的要求
文章来源: 行业新闻   发表时间:2016-12-08 15:51:05

1.内部抗氧化技术
  
内部抗氧化技术是从两方面来解决C/C复合材料的抗氧化问题,其一是改进纤维的抗氧化问题,其二是改进基体材料的抗氧化性。
  (1)改进纤维的抗氧化性能

  纤维抗氧化性能的提高的手段有两种,一是提高纤维的石墨化度,从而提高纤维的抗氧化性,另一种方法是在纤维的表面进行涂层,使纤维得到保护。


  (2)提高C/C材料基体的抗氧化性

  
可以通过加入氧化抑制剂的方法来提高C/C材料基体的抗氧化性,如加入含磷化合物等,通过磷与氧的作用,使氧失去氧化活性,从而达到抗氧化的目的,但效果并不理想。另外一种方法是在基体中加入抗氧化组分,如重金属、陶瓷等可以提高C/C复合材料的抗氧化性,还可以在基体中加入有机硅、有机钛等,使基体C被SIC和TIC取代也可达到抗氧化的目的。

一般来说,内部抗氧化方法,只能解决1000℃以下的C/C复合材料的氧化防护问题,更高温度的抗氧化问题的解决还需要与其他抗氧化技术相结合。

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  2.抗氧化涂层的基本要求


  ①抗氧化涂层的氧气渗透率要低,能够有效阻止氧的侵入。


  ②抗氧化涂层要能减少碳向外扩散,这点对含有氧化物的涂层尤为重要,因为氧化物易被C还原。


  ③涂层与基体碳之间要能良好结合,形成较高的结合强度。对多层涂层来说,各层之间也要有良好的结合强度,以免分层或脱落。


  ④涂层与基体、涂层的各层之间的热膨胀系数要尽可能接近,避免在较大的热应力作用下涂层出现裂纹或剥落。

  ⑤涂层要能承受一定的压力和冲击力,及耐腐蚀性,以保证C/C复合材料的使用性能。


  ⑥涂层与基体及涂层之间在高温下不能相互反应,可发生高温分解。
  ⑦涂层材料的蒸汽压要低,以防止涂层的挥发。143.jpg