碳(tan)碳復(fu)合(he)材料(liao)是最有發展前途(tu)的高(gao)溫材料(liao)

碳/碳復(fu)合(he)材料(liao)是指以碳纖(xian)維(wei)及其織物(wu)增強(qiang)的碳(tan)基(ji)體(ti)復(fu)合(he)材料(liao)，具有低密(mi)度、高(gao)強(qiang)度(du)、高(gao)模量、高(gao)導熱性、低膨(peng)脹(zhang)系數、摩(mo)擦(ca)性能好(hao)，以及抗熱沖擊性能好(hao)、尺寸(cun)穩(wen)定(ding)性高等(deng)優(you)點(dian)，是如(ru)今在 1650℃以(yi)上應(ying)用的少(shao)數(shu)備(bei)選材料(liao)，最高理論(lun)溫度更高(gao)達 2600℃，因(yin)此(ci)被(bei)認為是(shi)最(zui)有發展前途(tu)的高(gao)溫材料(liao)之壹(yi)。



碳/碳(tan)復(fu)合(he)材料(liao)的制備(bei)工藝(yi)主要(yao)有化學(xue)氣(qi)相法(fa)和(he)液(ye)相浸(jin)漬法(fa)。化學(xue)氣(qi)相法(fa)以(yi)有(you)機(ji)低分子氣(qi)體(ti)為(wei)前(qian)驅體(ti)，液(ye)相浸(jin)漬法(fa)以(yi)瀝(li)青等(deng)熱塑(su)性樹脂(zhi)或酚(fen)醛樹(shu)脂(zhi)等(deng)熱固性樹脂(zhi)為前(qian)驅體(ti)，這(zhe)些(xie)原(yuan)料(liao)在高溫下發生壹(yi)系列復(fu)雜化學(xue)變化而(er)轉化為基體(ti)碳(tan)。



其中(zhong)，化學(xue)氣(qi)相法(fa)是(shi)直接在(zai)坯體(ti)孔(kong)內(nei)沈積(ji)碳，產(chan)品(pin)的物(wu)理(li)機(ji)械(xie)性能比(bi)較好(hao)，但生產(chan)周期(qi)較長(chang)。液(ye)相浸(jin)漬法(fa)是(shi)將(jiang)碳(tan)纖(xian)維(wei)制成(cheng)的預成(cheng)型體(ti)浸(jin)入(ru)液(ye)態(tai)的浸(jin)漬劑(ji)中(zhong)，通過固(gu)化、碳化、石墨化等(deng)壹(yi)系列過程的循(xun)環(huan)，最終(zhong)得(de)到(dao)碳(tan)/碳(tan)復(fu)合(he)材料(liao)，生產(chan)工藝(yi)較簡單，但(dan)產(chan)品(pin)致密(mi)性不(bu)強(qiang)影(ying)響(xiang)其物理(li)性能。為(wei)了得(de)到(dao)更(geng)好(hao)的致密(mi)化效果，通(tong)常(chang)采用(yong)兩種(zhong)方(fang)法(fa)相(xiang)結(jie)合(he)，制備(bei)具有(you)理想(xiang)密(mi)度的碳(tan)/ 碳(tan)復(fu)合(he)材料(liao)。



碳/碳復(fu)合(he)材料(liao)作為優(you)異的熱結構和(he)功(gong)能(neng)壹(yi)體(ti)化工程材料(liao)，自(zi)誕生以來(lai)在軍工方(fang)面(mian)得(de)到(dao)了(le)長(chang)足的發展，其中(zhong)最重(zhong)要(yao)的用(yong)途(tu)是用(yong)於制造導彈的彈頭部(bu)件(jian)。由(you)於(yu)其耐高(gao)溫、摩擦(ca)性好(hao)，目(mu)前已(yi)廣(guang)泛(fan)用(yong)於(yu)固體(ti)火(huo)箭發動(dong)機(ji)噴(pen)管、航天(tian)飛機(ji)結(jie)構部(bu)件(jian)、飛(fei)機(ji)剎(sha)車(che)裝(zhuang)置、熱元(yuan)件(jian)和(he)機(ji)械(xie)緊(jin)固(gu)件(jian)、熱交換(huan)器、航(hang)空發動(dong)機(ji)的熱端(duan)部(bu)件(jian)等(deng)。



目(mu)前，固(gu)體(ti)火(huo)箭發動(dong)機(ji)噴(pen)管和(he)剎車(che)盤是(shi)碳/碳復(fu)合(he)材料(liao)的兩大主要應(ying)用領(ling)域(yu)。其中(zhong)壹(yi)半以(yi)上的碳(tan)/碳(tan)復(fu)合(he)材料(liao)用於飛機(ji)剎(sha)車(che)裝(zhuang)置。碳(tan)/ 碳復(fu)合(he)材料(liao)制作的飛(fei)機(ji)剎(sha)車(che)盤重(zhong)量輕、耐溫高、比(bi)熱容比(bi)鋼高(gao)2.5倍；同金(jin)屬剎車(che)材料(liao)相比(bi)，可節(jie)省40％的結(jie)構重(zhong)量，使用(yong)壽命可(ke)提(ti)升 5 ～7倍(bei)，剎車力(li)矩(ju)平(ping)穩(wen)，剎車(che)時噪(zao)聲(sheng)小(xiao)。因此(ci)，碳剎車(che)盤的問(wen)世被(bei)認為是(shi)剎(sha)車材料(liao)發展史(shi)上的壹(yi)次(ci)重(zhong)大(da)的技(ji)術進步。