C/C 復合材(cai)料(liao)的(de)制(zhi)備(bei)方法妳知道哪些？

   C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)兩(liang)個(ge)主要(yao)應用(yong)領(ling)域C/C復合材(cai)料(liao)作(zuo)為壹種(zhong)集熱結(jie)構(gou)與(yu)功(gong)能(neng)於(yu)壹(yi)體(ti)的(de)優(you)良工(gong)程材(cai)料(liao)，自(zi)1958年(nian)誕生(sheng)以(yi)來(lai)，在(zai)軍(jun)事工(gong)業(ye)上取(qu)得了巨(ju)大的進(jin)步(bu)，而C/C復(fu)合材(cai)料(liao)最(zui)重(zhong)要(yao)的應(ying)用是制造(zao)導彈(dan)戰(zhan)鬥部(bu)零(ling)件。由於(yu)其耐高溫(wen)和(he)良好的摩(mo)擦(ca)性(xing)能(neng)，已廣泛應用於(yu)固體(ti)火(huo)箭(jian)發動機(ji)噴(pen)管(guan)、航天(tian)飛機(ji)結(jie)構(gou)件、飛機(ji)和(he)賽(sai)車制動器、熱元件和(he)機(ji)械(xie)緊(jin)固件、熱交(jiao)換(huan)器、航空發動機(ji)熱端(duan)部(bu)件等。  

    制(zhi)備(bei)C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)方(fang)法(fa)主要(yao)有(you)兩(liang)種(zhong):化學氣(qi)相(xiang)法(CVD或(huo)CVl)和(he)液(ye)相浸(jin)漬碳化(hua)法。前(qian)者以有(you)機(ji)低(di)分(fen)子(zi)氣(qi)體(ti)為前(qian)驅(qu)體(ti)，後(hou)者以熱塑(su)性(xing)樹脂(石(shi)油(you)瀝青(qing)、煤瀝青(qing)、中間(jian)相瀝青(qing))或(huo)熱固性(xing)樹脂(呋(fu)喃(nan)、糠(kang)醛(quan)、酚(fen)醛(quan)樹脂)為基(ji)體(ti)前(qian)驅(qu)體(ti)。這(zhe)些原(yuan)料(liao)在高溫(wen)下經過(guo)壹(yi)系列復(fu)雜的化(hua)學(xue)變化，轉化(hua)為基(ji)體(ti)碳。為了獲(huo)得更好的致密(mi)化(hua)效果(guo)，通(tong)常采用(yong)化學(xue)氣(qi)相(xiang)法和(he)液(ye)相浸(jin)漬-碳化(hua)法進(jin)行(xing)復合材(cai)料(liao)致密(mi)化(hua)，以獲(huo)得理(li)想(xiang)密(mi)度的C/C復合材(cai)料(liao)。

1.液(ye)體(ti)浸(jin)漬(zi)法(fa)-碳化(hua)法

    液(ye)相浸(jin)漬法(fa)是制備(bei)C/C復合材(cai)料(liao)的(de)壹(yi)種(zhong)重要(yao)方法(fa)，其設(she)備(bei)相(xiang)對(dui)簡單，適(shi)用(yong)性(xing)廣。它是將碳纖(xian)維制(zhi)成的預(yu)制(zhi)體(ti)浸(jin)入液(ye)體(ti)浸(jin)漬(zi)劑中(zhong)，通(tong)過(guo)加壓(ya)使(shi)浸(jin)漬劑充分(fen)滲(shen)入預(yu)制(zhi)體(ti)的(de)間(jian)隙(xi)，然(ran)後經(jing)過固化(hua)、碳化(hua)、石(shi)墨化(hua)等壹(yi)系(xi)列循(xun)環，最(zui)終(zhong)得到C/C復合材(cai)料(liao)。它的(de)缺(que)點(dian)是需要(yao)反(fan)復(fu)的(de)浸(jin)漬(zi)和(he)碳化(hua)循環來滿足密(mi)度要(yao)求。浸漬劑的(de)組成和(he)結(jie)構(gou)在液(ye)相浸(jin)漬中(zhong)至關重要(yao)，它不僅影響致密(mi)化(hua)效率(lv)，而且(qie)影響制(zhi)品(pin)的力學(xue)和(he)物(wu)理(li)性(xing)能(neng)。提(ti)高浸(jin)漬劑的(de)碳化(hua)收(shou)率和(he)降低(di)浸(jin)漬(zi)劑的(de)粘度(du)壹直是液(ye)相浸(jin)漬法(fa)制備C/C復(fu)合材(cai)料(liao)需要(yao)解決(jue)的關鍵問(wen)題(ti)之壹(yi)。浸漬劑粘度(du)高、碳化(hua)收(shou)率低(di)是C/C復合材(cai)料(liao)成本高的(de)重要(yao)原(yuan)因(yin)之(zhi)壹。改善(shan)浸(jin)漬(zi)劑的(de)性(xing)能(neng)不僅可以(yi)提(ti)高C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)生(sheng)產(chan)效率(lv)，降低(di)其成本，還(hai)可以(yi)改(gai)善(shan)C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)各(ge)項性(xing)能(neng)。C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的(de)碳纖(xian)維在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)的氧(yang)化從(cong)360℃開始(shi)，石(shi)墨纖(xian)維略(lve)好於(yu)碳纖(xian)維。初(chu)始(shi)氧(yang)化溫(wen)度(du)為420℃，C/C復合材(cai)料(liao)的(de)氧(yang)化溫(wen)度(du)約(yue)為450℃。C/C復合材(cai)料(liao)在(zai)高溫(wen)氧(yang)化性(xing)氣(qi)氛中(zhong)易被氧(yang)化，氧(yang)化速(su)率隨(sui)溫(wen)度(du)的(de)升高而迅速(su)增(zeng)加。如(ru)果(guo)沒有(you)防氧(yang)化措(cuo)施(shi)，C/C復(fu)合材(cai)料(liao)長(chang)期在高溫(wen)氧(yang)化環境中(zhong)使用必將(jiang)導(dao)致災(zai)難性(xing)後果(guo)。因(yin)此，C/C復合材(cai)料(liao)的(de)抗氧(yang)化處(chu)理(li)已成為其制備過(guo)程(cheng)中(zhong)不可或(huo)缺(que)的壹部(bu)分(fen)。從(cong)抗氧(yang)化技術(shu)來看，可以(yi)分(fen)為內部(bu)抗氧(yang)化技術(shu)和(he)抗氧(yang)化塗(tu)層(ceng)技術(shu)。


2.化學(xue)氣(qi)相(xiang)法

     化學氣(qi)相(xiang)沈積(cVD或(huo)cVI)是將碳直(zhi)接沈積(ji)在坯(pi)體(ti)的(de)孔(kong)洞中(zhong)，從而填(tian)充孔(kong)洞，增(zeng)加密(mi)度(du)。沈(chen)澱炭(tan)易於(yu)石(shi)墨化(hua)，與(yu)纖(xian)維的(de)物(wu)理(li)相容(rong)性(xing)好，不會(hui)像浸漬(zi)法(fa)那(na)樣(yang)在(zai)再碳化(hua)過程中(zhong)收(shou)縮(suo)，但這(zhe)種方法具有(you)更好的物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)。但(dan)是，在cVD過(guo)程中，如果(guo)碳沈(chen)積在坯(pi)體(ti)的(de)表(biao)面(mian)，它將(jiang)阻(zu)止氣(qi)體(ti)擴(kuo)散到(dao)內(nei)孔(kong)中。表(biao)面(mian)沈(chen)積(ji)的(de)碳要(yao)用機(ji)械(xie)去除(chu)，然(ran)後再(zai)進(jin)行(xing)新(xin)壹輪的(de)沈(chen)積。對(dui)於(yu)厚的(de)產品(pin)，CVD法也(ye)有(you)壹定(ding)的(de)困難，而且(qie)這(zhe)種方法的(de)周(zhou)期也(ye)很(hen)長(chang)。