碳 碳復(fù)合材料的發(fā)展

20世紀(jì)70年代是C/C復(fù)合資料在美國跟歐洲得到了疾速的發(fā)展，開發(fā)了碳纖維的多向編織技巧，高壓液相浸漬工藝以及化學(xué)氣相浸滲工藝，使C/C復(fù)合資料的機(jī)能得到進(jìn)一步的進(jìn)步。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。

20世紀(jì)80年代以來，C/C復(fù)合資料在世界各國的研究都極為活潑，一直開發(fā)出新的工藝，在機(jī)能進(jìn)步、疾速致密化、抗氧化等研究范疇都獲得了很大的進(jìn)展。碳纖維復(fù)合材料如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小，因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性，因此碳纖維制品的強(qiáng)度大，硬度高，遠(yuǎn)超過同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此，碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因為如此，此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國家（美國、德國、日本、韓國），對于向中國輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù)，保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前，我國碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口，還受到發(fā)達(dá)國家的嚴(yán)格控制。

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  C/C復(fù)合資料的制備方法有很多，所用的原料不同，C/C復(fù)合資料的制備工藝也各不雷同如圖10-1所示，演繹起來重要有浸漬、CVD法、高壓碳化法及粉末燒結(jié)法等。浸漬法絕對而言設(shè)備比較簡單，而且這種方法實用性也比較普遍。它的毛病是要經(jīng)過重復(fù)屢次浸漬碳化的輪回才干達(dá)到密度請求。CVD法是直接在坯體孔內(nèi)沉積碳，以達(dá)到填孔跟增密的目標(biāo)。沉碳易石墨化，且與纖維之間的物理兼容性好，而且不會像浸漬法那樣在再碳化時產(chǎn)生緊縮。因此這種方法的物理機(jī)械機(jī)能比較好。但在CVD進(jìn)程中，假如碳在坯體名義沉積就會禁止氣體向內(nèi)部孔的擴(kuò)散。對名義沉積的碳利用機(jī)械的方法除去，再進(jìn)行新一輪沉積。對厚制品CVD法也存在著一定的艱苦。而且這種方法的周期也很長。切實高壓碳化法并不能算是一種制備C/C復(fù)合資料獨破的方法，但因其存在特別性而被單列為一種方法。這種方法是在超高壓下進(jìn)行碳化處理浸漬后的C/C復(fù)合資料坯體，它可能避免坯體中浸入物在高溫下消散。這種方法可大大進(jìn)步碳收率。以瀝青為例，常壓碳化法收率為%，9.81MPa下碳化收率達(dá)90%，在98.1MPa下碳化，收率可瀕臨100k。但這種方法對設(shè)備請求較高，特別是制備大制品時，很難實現(xiàn)。