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碳碳復合材料行業現如今要面臨的幾個要點任務

1 降低成本

     C/C 復合材料有“黑色黃金”之稱，采用CVI工藝制備的C/C復合材料(密度＞1.75 g/cm3 )成本高達3~4萬元/kg。其高昂價格主要來自兩方面原因：一是 碳纖維預制體價格高；二是生產周期長。在碳纖維預制體方面，高強高模碳纖維主要依賴進口，國際上碳纖維份額大部分被日本掌控，對于我國碳纖維相關產業的發展產生了較大的阻礙。降低原絲成本、提高碳纖維質量以及開發不同需求的產品是我國碳纖維行業面臨的主要挑戰。

    在C/C復合材料生產方面，傳統CVI法制備C/C復合材料需要1000~2000h的致密化時間，且表面結殼嚴重，需要多次高溫處理及表層去殼處理。雖然開發出多種新型CVI制備工藝，可明顯縮短致密化時間，但存在工藝適應性不強、復雜形狀難成型和大批量生產等問題，因此，進一步 提高CVI工藝致密化效率、推動高效致密化工藝的工程化應用是關鍵。

2 提高性能穩定性

    影響C/C復合材料制備的因素很多，碳纖維規格、預制體結構、CVI設備尺寸、致密化溫度、壓力、氣體流量、氣體停留時間、氣流的分布和走向、熱傳質方式、冷卻溫度及速率、氣體初始溫度等均會對材料微觀結構及性能產生影響。另外，在批量生產中，產品形狀和批次的不同，對應的工藝參數和工裝夾具也不同，這些影響因素若控制不當或控制不夠精確，都會使C/C復合材料性能產生很大的分散性，導致材料在服役過程中性能的不穩定。

    因此，需要從密度均勻性、基體織構調控、界面結構控制、工藝規范化等方面入手，針對C/C復合材料構件形狀及性能的要求，在預制體質量、熱處理工藝、致密化工藝、模具設計、石墨化、基體改性及熱防護涂層等方面制定嚴格的工藝規范，優化制備方法，確保在同一工藝條件下不同時間、不同批次生產制品的組織結構均勻和性能的穩定。

3 提高抗氧化燒蝕性能

    現代高技術武器裝備的發展對C/C復合材料高溫性能提出了很高的要求，如面向航空發動機熱結構部件及高超聲速飛行器熱防護部件的抗氧化抗燒蝕C/C復合材料的研制，需要在＞1600 ℃熱力氧耦合條件下長時間穩定服役，此方面很多關鍵技術仍需要攻關。盡管國內在基體改性及防護涂層研究方面取得了突出成果，但還需解決大尺寸異型復雜構件表面涂層均勻性及穩定性、全溫域防氧化等問題，涂層在不同服役環境下的適應性及其修復也是C/C復合材料抗氧化研究面臨的挑戰。

4 性能檢測標準、評價體系與相關數據庫的建立

    目前我國C/C復合材料的制造單位主要采用企業標準進行材料性能的檢測，其中部分檢測標準源自陶瓷材料或樹脂基復合材料的國家標準或美國、歐洲標準，由于不同材料本質特性的不同，測試標準和評價體系存在差異。另外，不同單位采用的測試標準也不一致，造成C/C復合材料性能數據無法橫向比較和共享。尤其對于航空發動機熱結構材料、航天熱防護材料、新型武器裝備熱結構件用C/C復合材料，相關數據庫的建立至關重要。建立普適的、統一的測試標準、評價體系和相關數據庫，是C/C復合材料產業化發展亟待突破的另一個關鍵問題。更多碳碳復合材料信息可查看http://www.allout-net.com