1.碳/碳復(fu)合材(cai)料(liao)的界(jie)面(mian)

  界(jie)面(mian)是(shi)復(fu)合材(cai)料(liao)極其重(zhong)要(yao)的微觀結構(gou)。作(zuo)為增強(qiang)體和(he)基體之間的“橋(qiao)梁”，它(ta)對復(fu)合材(cai)料(liao)的物理(li)力(li)學性(xing)能(neng)有(you)著至關(guan)重(zhong)要(yao)的影響(xiang)。復合材(cai)料(liao)壹般(ban)由(you)增強(qiang)相(xiang)、基(ji)體相(xiang)及(ji)其中(zhong)間相(xiang)(界(jie)面(mian)相(xiang))組成(cheng)，每種(zhong)相(xiang)都(dou)有(you)自己獨特(te)的結(jie)構、性(xing)能(neng)和(he)功能(neng)。增強(qiang)相(xiang)主(zhu)要(yao)起(qi)承(cheng)載作(zuo)用(yong)，而基體相(xiang)主(zhu)要(yao)起(qi)連接增強(qiang)相(xiang)和(he)基體的作(zuo)用(yong)，界(jie)面(mian)是(shi)連(lian)接增強(qiang)相(xiang)和(he)基體的橋(qiao)梁，也是(shi)應(ying)力(li)傳(chuan)遞者(zhe)。

  在理(li)想(xiang)的復(fu)合材(cai)料(liao)中(zhong)，界(jie)面(mian)相(xiang)應(ying)具有(you)以下(xia)功能:傳(chuan)遞載(zai)荷(he)——界(jie)面(mian)相(xiang)應(ying)具有(you)足夠(gou)的強(qiang)度來(lai)傳(chuan)遞載荷(he)，調節(jie)復(fu)合材(cai)料(liao)中(zhong)的應(ying)力(li)分(fen)布(bu)；緩(huan)解(jie)層(ceng)作(zuo)用(yong)——相(xiang)應(ying)的界(jie)面(mian)可以緩(huan)解(jie)界(jie)面(mian)處的熱(re)應(ying)力(li)；阻(zu)隔功(gong)能——相(xiang)應(ying)的界(jie)面(mian)可以阻(zu)止(zhi)元素(su)的擴(kuo)散和(he)阻礙(ai)有(you)害的化(hua)學反(fan)應(ying)，減(jian)少(shao)纖(xian)維的化(hua)學損(sun)傷；抗氧(yang)化-界(jie)面(mian)相(xiang)可以在(zai)纖(xian)維周(zhou)圍形(xing)成屏障，阻止(zhi)氧(yang)氣在(zai)高(gao)溫(wen)下(xia)與纖(xian)維接觸(chu)，有(you)效保(bao)護纖(xian)維。松散粘結層(ceng)-適度(du)界(jie)面(mian)結合的作(zuo)用(yong)，既能(neng)傳遞(di)載荷(he)，又能(neng)及(ji)時(shi)釋(shi)放(fang)粘結劑(ji)(解(jie)離(li))，使延(yan)伸至(zhi)界(jie)面(mian)的基(ji)體裂紋沿(yan)解(jie)離(li)的界(jie)面(mian)層(ceng)偏(pian)轉。碳/碳復(fu)合材(cai)料(liao)中(zhong)常(chang)用的界(jie)面(mian)包括(kuo)熱解(jie)碳、熱(re)解(jie)石墨(mo)、六(liu)方(fang)BN、純氧(yang)化物和(he)復合氧(yang)化物(如(ru)稀(xi)土(tu)矽(gui)酸鹽、氧(yang)化鋁(lv)、二(er)氧(yang)化矽(gui)和(he)二氧(yang)化矽(gui))。常(chang)用的纖(xian)維塗層(ceng)工藝(yi)包括(kuo)直接法(fa)和(he)間接法(fa)。通(tong)過直接方(fang)法(fa)的塗層(ceng)材(cai)料(liao)在塗覆(fu)之前和(he)之後(hou)不經歷化學變(bian)化，例(li)如物理(li)氣(qi)相(xiang)沈(chen)積(ji)。間接塗層(ceng)材(cai)料(liao)是(shi)通(tong)過化(hua)學合成(cheng)或(huo)塗層(ceng)過(guo)程(cheng)中(zhong)的轉變(bian)制成(cheng)的，例(li)如化(hua)學氣(qi)相(xiang)沈(chen)積(ji)、溶膠-凝膠、前驅(qu)體裂解(jie)和(he)原位(wei)合成(cheng)。

2.形(xing)成坯(pi)體
  生(sheng)坯(pi)成(cheng)型(xing)是(shi)指(zhi)根(gen)據(ju)產品(pin)的形(xing)狀和(he)性(xing)能(neng)要(yao)求，將CF預(yu)成型(xing)為所需(xu)結(jie)構形狀的坯(pi)體，以進(jin)壹步致(zhi)密化C/C復合材(cai)料(liao)。  

  碳/碳復(fu)合材(cai)料(liao)的制備(bei)過(guo)程(cheng)包括(kuo):碳纖(xian)維及其結(jie)構(gou)的選(xuan)擇；基(ji)體碳前體的選(xuan)擇；碳/碳復(fu)合材(cai)料(liao)坯(pi)料(liao)成形(xing)技(ji)術(shu):生(sheng)坯(pi)致(zhi)密化過程(cheng)、中(zhong)間過程(cheng)和(he)最(zui)終產品(pin)加工等(deng)。

3.碳纖(xian)維的選(xuan)擇

碳纖(xian)維紗束(shu)的選(xuan)擇和(he)纖(xian)維織物結(jie)構的設(she)計是(shi)制造(zao)C/C復合材(cai)料(liao)的基(ji)礎。通(tong)過合理(li)選(xuan)擇纖(xian)維類(lei)型(xing)和(he)織物編(bian)織參(can)數，如(ru)紗(sha)束(shu)排列(lie)取(qu)向、紗(sha)束(shu)間距和(he)紗束(shu)體積含量，可以改變C/C復合材(cai)料(liao)的力(li)學和(he)熱物理(li)性(xing)能(neng)，以滿(man)足產品(pin)性(xing)能(neng)的要(yao)求。

  常(chang)用的CF有(you)三種(zhong)，分(fen)別(bie)是(shi)人(ren)造(zao)絲CF、聚丙烯腈(jing)(PAN)CF和(he)瀝(li)青(qing)CF，它(ta)們(men)分(fen)別(bie)由(you)原絲(si)人(ren)造(zao)絲、聚丙烯腈(jing)(PAN)和(he)瀝(li)青(qing)制成(cheng)。聚丙烯腈(jing)(PAN)CF在(zai)CF中(zhong)應(ying)用(yong)廣(guang)泛，而低(di)成本(ben)的瀝(li)青(qing)基(ji)CF正在開(kai)發中(zhong)，國(guo)內(nei)已(yi)開(kai)發成功(gong)，但尚(shang)未進(jin)入(ru)市(shi)場(chang)。碳纖(xian)維還可分(fen)為高(gao)模(mo)量碳纖(xian)維(HM)和(he)高(gao)強(qiang)度碳纖(xian)維(HT)。前者(zhe)具有(you)高(gao)強(qiang)度，而後(hou)者(zhe)具有(you)高(gao)彈性(xing)模(mo)量。纖(xian)維的選(xuan)擇主(zhu)要(yao)基於所設(she)計的復(fu)合材(cai)料(liao)的用(yong)途(tu)和(he)工作(zuo)環(huan)境。用(yong)於增強(qiang)C/C復合材(cai)料(liao)的纖(xian)維種(zhong)類(lei)很多，重(zhong)要(yao)結構(gou)選(xuan)用(yong)高(gao)強(qiang)高(gao)模(mo)纖(xian)維。如果(guo)需要(yao)低(di)導熱(re)系(xi)數(shu)，選擇低(di)模(mo)量碳纖(xian)維，如粘膠基碳纖(xian)維..

  壹般(ban)來(lai)說，CF的性(xing)能(neng)會隨著C/C復(fu)合材(cai)料(liao)的制備(bei)過(guo)程(cheng)而變化(hua)，加工溫(wen)度(du)會影響(xiang)纖(xian)維的性(xing)能(neng)，尤其是(shi)未(wei)經石墨(mo)化(hua)的纖(xian)維。總之，纖(xian)維的選(xuan)擇主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於纖(xian)維的成(cheng)本(ben)、織物結(jie)構、性(xing)能(neng)和(he)工藝(yi)穩定(ding)性(xing)。