碳碳复合材料概述 1 概述 碳／碳复合材料就是由碳纤维(或石墨纤维)为增强体,以碳(或石墨)为基体得复合材料,就是具有特别性能得新型工程材料,也称为“碳纤维增强碳复合材料”。 碳／碳复合材料完全就是由碳元素组成,能够承受极高得温度与极大得加热速率。它具有高得烧蚀热与低得烧蚀率,抗热冲击与在超热环境下具有高强度,被认为就是超热环境中高性能得烧蚀材料。在机械加载时,碳／碳复合材料得变形与延伸都呈现出假塑件性质,最后以非脆性方式断裂。 它得主要优点就是:抗热冲击与抗热诱导能力极强,具有一定得化学惰性,高温形状稳定,升华温度高,烧蚀凹陷低,在高温条件下得强度与刚度可保持不变,抗辐射,易加工与制造,重量轻。 碳／碳复合材料得缺点就是非轴向力学性能差,破坏应变低,空洞含量高,纤维与基体结合差,抗氧化性能差.制造加工周期长,设计方法复杂,缺乏破坏准则。 1958 年,科学工作者在偶然得实验中发现了碳／碳复合材料,立即引起了材料科学与工程 讨论人员得普遍重视。尽管碳／碳复合材料具有许多别得复合材料不具备得优异性能,但作为工程材料在最初得 10 年间得进展却比较缓慢,这主要就是由于碳／碳得性能在很大程度上取决于碳纤维得性能与谈集体得致密化程度。当时各种类型得高性能碳纤维正处于讨论与开发阶段,碳／碳制备工艺也处于实验讨论阶段,同时其高温氧化防护技术也未得到很好得解决。 在 20 世纪 60 年代中期到 70 年代末期,由于现代空间技术得进展,对空间运载火箭发动机喷管及喉衬材料得高温强度提出了更高要求,以及载人宇宙飞船开发等都对碳／碳复合材料技术得进展起到了有力得推功作用。那时,高强与高模量碳纤维已开始应用于碳／碳复合材料,克服碳／碳各向异性得编织技术也得到了进展,更为主要得就是碳／碳得制备工艺也由浸渍树脂、沥青碳化工艺进展到多种 CVD 沉积碳基体工艺技术。这就是碳／碳复合材料讨论开发迅速进展得阶段,并且开始了工程应用。由于 20 世纪 70 年代碳／碳复合材料讨论开发工作得迅速进展,从而带动了 80 年代中期碳／碳复合材料在制备工艺、复合材料得结构设计,以及力学性能、热性能与抗氧化性能等方面基础理论及方法得讨论,进一步促进与扩大了碳／碳复合材料在航空航天、军事以及民用领域得推广应用。尤其就是预成型体得结构设计与多向编织加工技术日趋进展,复合材料得高温抗氧化性能已达 1700oC,复合材料得致密化工艺逐渐完善,并在快速致密化工艺方面取得了显著进展,为进一步...
