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目前碳碳復(fù)合材料是最有發(fā)展前景的高溫材料

碳/碳復(fù)合材料是指以碳纖維及其織物增強的碳基體復(fù)合材料,具有低密度、高模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點,是如在 1650℃以上應(yīng)用的少數(shù)備選材料,理論溫度更高達 2600℃,因此被認為是比較有發(fā)展前途的高溫材料之一。

其中,化學(xué)氣相法是直接在坯體孔內(nèi)沉積碳,產(chǎn)品的物理機械性能比較好,但生產(chǎn)周期較長。液相浸漬法是將碳纖維制成的預(yù)成型體浸入液態(tài)的浸漬劑中,通過固化、碳化、石墨化等一系列過程的循環(huán),得到碳/碳復(fù)合材料,生產(chǎn)工藝較簡單,但產(chǎn)品致密性不強影響其物理性能。為了得到好的致密化效果,通常采用兩種方法相結(jié)合,制備具有理想密度的碳/ 碳復(fù)合材料。

碳/碳復(fù)合材料的制備工藝主要有化學(xué)氣相法和液相浸漬法。化學(xué)氣相法以有機低分子氣體為前驅(qū)體,液相浸漬法以瀝青等熱塑性樹脂或酚醛樹脂等熱固性樹脂為前驅(qū)體,這些原料在高溫下發(fā)生一系列復(fù)雜化學(xué)變化而轉(zhuǎn)化為基體碳。

碳碳復(fù)合材料作為優(yōu)異的熱結(jié)構(gòu)和功能工程材料,自誕生以來在軍工方面得到了長足的發(fā)展,其中重要的用途是用于制造彈頭部件。由于其耐高溫、摩擦性好,目前已廣泛用于固體火箭發(fā)動機噴管、航天飛機結(jié)構(gòu)部件、飛機剎車裝置、熱元件和機械緊固件、熱交換器、航空發(fā)動機的熱端部件等。

目前,固體火箭發(fā)動機噴管和剎車盤是碳/碳復(fù)合材料的兩大主要應(yīng)用領(lǐng)域。其中一半以上的碳/碳復(fù)合材料用于飛機剎車裝置。

碳/ 碳復(fù)合材料制作的飛機剎車盤重量輕、耐溫高、比熱容比鋼高2.5倍;同金屬剎車材料相比,可節(jié)省40%的結(jié)構(gòu)重量,使用壽命可提升 5 ~7倍,剎車力矩平穩(wěn),剎車時噪聲小。因此,碳剎車盤的問世被認為是剎車材料發(fā)展史上的一次重大的技術(shù)進步

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