復(fù)合材料概論肖國(guó)榮第七章cc復(fù)合材料-文庫(kù)吧資料
2025-05-22 23:12本頁(yè)面
【正文】 靜壓爐內(nèi)進(jìn)行。碳化在惰性氣氛中進(jìn)行，溫度范圍為 650～ 1100℃ ； ? 石墨化 ：為提高模量有必要進(jìn)行石墨化，通常在惰性氣氛爐中進(jìn)行，溫度范圍2600～ 2750 ℃ 。 2）低壓浸漬 ? 預(yù)制件的浸漬 ：通常在真空下進(jìn)行，有時(shí)為保證樹脂或?yàn)r青滲入所有空隙也需施加一定壓力。其中常用的有酚醛樹脂和呋喃樹脂以及煤焦油瀝青和石油瀝青。 一、 液體浸漬分解法 1）浸漬用基體的先驅(qū)體選擇 ：選擇先驅(qū)體時(shí)應(yīng)考慮下列特性 黏度、碳收獲率、碳的微觀結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)。 ? 滲碳方法 ：液態(tài)浸漬熱分解法、化學(xué)氣相沉積法。 二維編織物：面內(nèi)各向性能好，但層間和垂直面方向性能差； ? 三維編織物：改善層間和垂直面方向性能； ? 多向編織物：編織成四、五、七、十一向增強(qiáng)的預(yù)制體，使其接近各向同性。 ? 比較 ：瀝青浸漬碳 — 產(chǎn)碳率較低，但易于石墨化，生成的碳電阻率低、熱導(dǎo)率高、模量高，最終生成各向同性的石墨；樹脂浸漬碳 — 產(chǎn)碳率高，但難以石墨化，且電阻率高、熱導(dǎo)率低，最終生成各向異性的石墨。 ?熱解碳的前驅(qū)體 ：主要有甲烷、乙烷、丙烷、丙烯和乙烯以及低分子芳烴等； ?浸漬碳的前驅(qū)體 ：主要有瀝青和樹脂， ? 瀝青 ：主要采用天然瀝青和煤瀝青； ? 樹脂 ：采用熱固性樹脂或熱塑性樹脂，常用熱固性樹脂 — 酚醛、呋喃、糠醛、糠醇和聚酰亞胺等，熱塑性樹脂 — 聚醚醚酮、聚芳基乙炔、聚苯并咪唑等。 ? 未經(jīng)表面處理的碳纖維和石墨纖維更適宜制造 C/C復(fù)合材料。 ? 例如：選用 HM（高模量型） MP（中間相）或 MJ系列纖維由于發(fā)達(dá)的石墨層平面和較好的擇優(yōu)取向，抗氧化性能不僅優(yōu)于通用的亂層石墨結(jié)構(gòu)碳纖維，而且熱膨脹系數(shù)小，可減小浸漬碳化過(guò)程中產(chǎn)生的收縮以及減少因收縮而產(chǎn)生的裂紋，使整體的綜合性能得到提高。堿金屬含量50mg/kg的超純碳纖維的研制也正在進(jìn)行中。 表 62 C/C與宇航級(jí)石墨 ATJS性能比較 性能 溫度 ℃ T5022144 ATJ5 Xy向 Z向 結(jié)晶向 ⊥ 結(jié)晶向 密度 24 拉伸強(qiáng)度/MPa 24 2500 140 280 126 231 抗拉模量/GPa 24 2500 斷裂延伸率/% 24 2500 抗彎強(qiáng)度/MPa 24 2500 142 190 ?T5022144為三向正交細(xì)編 C/C復(fù)合材料 C/C用組分材料選擇 ? C/C用碳纖維選擇 ? C/C的基體前驅(qū)體 C/C用碳纖維選擇 1）碳纖維堿金屬等雜質(zhì)含量越低越好 ? C/C的一個(gè)重要用途是耐燒蝕材料，鈉等堿金屬是碳的氧化催化劑； ? 當(dāng) C/C用來(lái)制造飛行器燒蝕部件時(shí)，飛行器飛行過(guò)程中由于熱燒蝕而在尾部形成含鈉離子流，易被探測(cè)和跟蹤，突防和生存能力受到威脅。 其他性能 ? 生物相容性好 ：是人體骨骼、關(guān)節(jié)、顱蓋骨補(bǔ)塊和牙床的優(yōu)良替代材料； ? 安全性和可靠性高 ：若用于飛機(jī)，其可靠性為傳統(tǒng)材料的數(shù)十倍。 ? 耐腐蝕性 ： C/C像石墨一樣具有耐酸、堿和鹽的化學(xué)穩(wěn)定性； ?
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