碳(tan)碳(tan)復合(he)材料(liao)行業(ye)現如今(jin)要面(mian)臨(lin)的(de)幾個要點任務

1 降(jiang)低成(cheng)本

     C/C 復合(he)材料(liao)有(you)“黑色黃金”之稱(cheng)，采(cai)用CVI工(gong)藝制(zhi)備(bei)的C/C復(fu)合材(cai)料(密(mi)度(du)＞1.75 g/cm3 )成(cheng)本高(gao)達(da)3~4萬(wan)元/kg。其高(gao)昂價格(ge)主要來(lai)自兩方(fang)面(mian)原因(yin)：壹是 碳(tan)纖(xian)維預制(zhi)體(ti)價格(ge)高(gao)；二是生(sheng)產(chan)周期(qi)長(chang)。在碳(tan)纖(xian)維預制(zhi)體(ti)方(fang)面(mian)，高(gao)強高(gao)模碳(tan)纖(xian)維主要依賴進口(kou)，國際(ji)上(shang)碳(tan)纖(xian)維份額大(da)部分(fen)被日本掌控，對於(yu)我國碳(tan)纖(xian)維相關(guan)產(chan)業(ye)的(de)發展產(chan)生(sheng)了較(jiao)大(da)的阻(zu)礙。降(jiang)低原絲(si)成(cheng)本、提(ti)高(gao)碳(tan)纖(xian)維質量以(yi)及(ji)開發(fa)不同(tong)需求(qiu)的產(chan)品是我國碳(tan)纖(xian)維行業(ye)面(mian)臨(lin)的(de)主要挑戰(zhan)。

    在C/C復(fu)合(he)材料生(sheng)產(chan)方(fang)面(mian)，傳統CVI法(fa)制備(bei)C/C復合(he)材料(liao)需要1000~2000h的致(zhi)密(mi)化(hua)時間(jian)，且(qie)表面(mian)結殼嚴重(zhong)，需要多(duo)次高(gao)溫處理及(ji)表層去(qu)殼(ke)處理。雖(sui)然(ran)開(kai)發(fa)出(chu)多(duo)種新型CVI制(zhi)備(bei)工(gong)藝，可明(ming)顯縮(suo)短致(zhi)密(mi)化(hua)時間(jian)，但(dan)存(cun)在工(gong)藝適(shi)應(ying)性(xing)不強、復雜(za)形(xing)狀難成(cheng)型和(he)大(da)批量(liang)生(sheng)產(chan)等(deng)問(wen)題，因(yin)此，進(jin)壹步(bu) 提(ti)高(gao)CVI工(gong)藝致(zhi)密(mi)化(hua)效率、推(tui)動(dong)高(gao)效致(zhi)密(mi)化(hua)工(gong)藝的(de)工(gong)程化(hua)應(ying)用(yong)是關(guan)鍵(jian)。

2 提(ti)高(gao)性(xing)能穩定(ding)性(xing)

    影響C/C復(fu)合(he)材(cai)料制備(bei)的因(yin)素很(hen)多(duo)，碳(tan)纖(xian)維規格(ge)、預制(zhi)體(ti)結(jie)構、CVI設備(bei)尺寸(cun)、致(zhi)密(mi)化(hua)溫度(du)、壓(ya)力、氣(qi)體(ti)流(liu)量、氣體(ti)停(ting)留時間(jian)、氣(qi)流的(de)分布(bu)和(he)走(zou)向(xiang)、熱傳(chuan)質(zhi)方(fang)式(shi)、冷(leng)卻(que)溫(wen)度(du)及速率(lv)、氣體(ti)初(chu)始(shi)溫(wen)度(du)等(deng)均(jun)會對材(cai)料微(wei)觀(guan)結(jie)構(gou)及性(xing)能產(chan)生(sheng)影響。另外，在批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)中，產(chan)品形(xing)狀(zhuang)和(he)批(pi)次的不同(tong)，對應(ying)的(de)工(gong)藝參(can)數和(he)工(gong)裝夾具(ju)也(ye)不(bu)同，這些(xie)影響因(yin)素若控(kong)制(zhi)不當或控制(zhi)不(bu)夠精(jing)確，都(dou)會使C/C復(fu)合材(cai)料(liao)性(xing)能產(chan)生(sheng)很大(da)的分(fen)散(san)性(xing)，導致(zhi)材料(liao)在服役過程(cheng)中性(xing)能的不穩定(ding)。

    因(yin)此，需要從(cong)密(mi)度(du)均勻性(xing)、基(ji)體(ti)織(zhi)構調控(kong)、界(jie)面(mian)結構控制、工(gong)藝規(gui)範化(hua)等(deng)方(fang)面(mian)入手(shou)，針對(dui)C/C復(fu)合材(cai)料構(gou)件(jian)形(xing)狀(zhuang)及性(xing)能的要求，在預制(zhi)體(ti)質(zhi)量、熱處理工(gong)藝、致(zhi)密(mi)化(hua)工(gong)藝、模具(ju)設(she)計(ji)、石墨化(hua)、基(ji)體(ti)改性(xing)及熱防護塗(tu)層等(deng)方(fang)面(mian)制定(ding)嚴格(ge)的工(gong)藝規(gui)範，優(you)化(hua)制備(bei)方(fang)法(fa)，確保(bao)在同(tong)壹工(gong)藝條件(jian)下不同(tong)時(shi)間(jian)、不(bu)同批(pi)次生(sheng)產(chan)制品(pin)的(de)組(zu)織結(jie)構均勻和(he)性(xing)能的穩定(ding)。

3 提(ti)高(gao)抗氧化燒蝕(shi)性(xing)能

    現代高(gao)技術武(wu)器(qi)裝備(bei)的發(fa)展對C/C復(fu)合(he)材(cai)料(liao)高(gao)溫性(xing)能提(ti)出(chu)了(le)很(hen)高(gao)的要求，如面(mian)向(xiang)航空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)熱(re)結構部件(jian)及(ji)高(gao)超聲速飛(fei)行器(qi)熱防護部(bu)件(jian)的(de)抗氧化抗燒(shao)蝕C/C復合材(cai)料(liao)的(de)研制，需要在＞1600 ℃熱(re)力氧耦合條件(jian)下長(chang)時間(jian)穩定(ding)服役，此方(fang)面(mian)很多(duo)關(guan)鍵(jian)技術仍(reng)需要攻關(guan)。盡(jin)管國內(nei)在基(ji)體(ti)改性(xing)及防護塗(tu)層研究方(fang)面(mian)取得了(le)突(tu)出(chu)成(cheng)果，但(dan)還需解(jie)決(jue)大(da)尺寸(cun)異(yi)型(xing)復(fu)雜(za)構(gou)件(jian)表面(mian)塗層均勻性(xing)及穩定(ding)性(xing)、全(quan)溫域(yu)防(fang)氧化等(deng)問(wen)題，塗(tu)層在不(bu)同(tong)服役環(huan)境下的適(shi)應(ying)性(xing)及其修復也(ye)是C/C復(fu)合材(cai)料抗氧化研究面(mian)臨(lin)的(de)挑戰(zhan)。

4 性(xing)能檢測標準(zhun)、評價體(ti)系(xi)與(yu)相關(guan)數據庫的建(jian)立

    目(mu)前我國C/C復(fu)合(he)材料(liao)的制造(zao)單(dan)位(wei)主要采(cai)用企(qi)業(ye)標準(zhun)進行(xing)材(cai)料(liao)性(xing)能的檢測，其中(zhong)部分(fen)檢測標準(zhun)源自(zi)陶(tao)瓷材料(liao)或樹脂(zhi)基(ji)復(fu)合(he)材(cai)料(liao)的國家(jia)標準(zhun)或美國、歐(ou)洲標準(zhun)，由於(yu)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)本質特性(xing)的不同，測試(shi)標準(zhun)和(he)評(ping)價體(ti)系(xi)存(cun)在差(cha)異(yi)。另外，不同(tong)單(dan)位(wei)采(cai)用的測試(shi)標準(zhun)也(ye)不(bu)壹致(zhi)，造成(cheng)C/C復合(he)材料性(xing)能數據無法(fa)橫向(xiang)比較(jiao)和(he)共享。尤其(qi)對於(yu)航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)熱(re)結構材料(liao)、航(hang)天(tian)熱(re)防(fang)護材(cai)料(liao)、新型武(wu)器(qi)裝備(bei)熱結(jie)構件(jian)用(yong)C/C復(fu)合材料(liao)，相關(guan)數據庫的建(jian)立至(zhi)關(guan)重(zhong)要。建(jian)立普(pu)適(shi)的(de)、統壹的測試(shi)標準(zhun)、評價體(ti)系(xi)和(he)相關(guan)數據庫，是C/C復(fu)合材(cai)料產(chan)業(ye)化(hua)發展亟待(dai)突(tu)破(po)的另壹個關(guan)鍵(jian)問(wen)題(ti)。更(geng)多(duo)碳(tan)碳(tan)復合(he)材料(liao)信息可查(zha)看http://youtv.com.cn/