下载文档原格式
炭炭复合材料炭炭复合材料是一种由炭素材料制成的复合材料，具有轻质、高强度和耐高温的特点，因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用前景。
炭炭复合材料的制备方法主要包括炭化法、碳化法和热压法等，不同的制备方法可以得到不同性能的炭炭复合材料，因此选择合适的制备方法对于材料性能的提升至关重要。
炭炭复合材料的主要组成是碳纤维和碳基基体材料。
碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料，是炭炭复合材料中的增强相，能够有效提高材料的强度和刚度。
而碳基基体材料则起着支撑和连接碳纤维的作用，能够有效减小材料的脆性，提高其韧性和耐磨性。
因此，合理选择和设计碳纤维和碳基基体材料的比例和结构，对于炭炭复合材料的性能具有重要影响。
在实际应用中，炭炭复合材料具有许多优异的性能。
首先，其具有极高的耐高温性能，能够在高温环境下长时间保持良好的力学性能，因此在航空航天领域有着广泛的应用。
其次，炭炭复合材料具有较低的密度和良好的耐腐蚀性能，能够满足汽车制造和化工设备等领域对材料轻量化和耐腐蚀的需求。
此外，炭炭复合材料还具有良好的导热和导电性能，适用于电子设备散热和导电部件的制造。
然而，炭炭复合材料也存在一些不足之处，例如其加工难度较大、成本较高等问题，限制了其在一些领域的广泛应用。
因此，如何降低炭炭复合材料的制备成本、提高其加工性能，是当前炭炭复合材料研究的热点之一。
总的来说，炭炭复合材料具有广阔的应用前景和发展空间，其优异的性能使其在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着重要的地位。
在未来的研究中，需要进一步优化炭炭复合材料的制备工艺，提高其性能和降低成本，以满足不同领域对材料性能的需求，推动炭炭复合材料的广泛应用和发展。
碳/碳复合材料概述摘要本文介绍了碳碳复合材料的发展、工艺、特性以及应用。
关键词碳碳复合材料制备工艺性能应用１前言C/C复合材料是指以碳纤维或各种碳织物增强，或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积（CVD）所形成的复合材料。
碳/碳复合材料在高温热处理之后碳元素含量高于99%, 故该材料具有密度低,耐高温, 抗腐蚀, 热冲击性能好, 耐酸、碱、盐,耐摩擦磨损等一系列优异性能。
此外, 碳/碳复合材料的室温强度可以保持到2500℃, 对热应力不敏感, 抗烧蚀性能好。
故该复合材料具有出色的机械特性, 既可作为结构材料承载重荷, 又可作为功能材料发挥作用, 适于各种高温用途使用[1]。
因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。
２碳碳复合材料的发展碳碳复合材料是高技术新材料，自1958年碳碳复合材料问世以来，经历了四个阶段：60年代——碳碳工艺基础研究阶段，以化学气相沉积工艺和液相浸渍工艺的出现为代表；70年代——烧蚀碳碳应用开发阶段，以碳碳飞机刹车片和碳碳导弹端头帽的应用为代表；80年代——碳碳热结构应用开发阶段，以航天飞机抗氧化碳碳鼻锥帽和机翼前缘的应用为代表；90年代——碳碳新工艺开发和民用应用阶段，致力于降低成本，在高性能燃气涡轮发动机航天器和高温炉发热体等领域的应用。
由于碳碳具有高比强度、高比刚度、高温下保持高强度，良好的烧蚀性能、摩擦性能和良好抗热震性能以及复合材料的可设计性，得到了越来越广泛的应用。
当今,碳碳复合材料在四大类复合材料中就其研究与应用水平来说,仅次于树脂基复合材料,优先于金属基复合材料和陶瓷基复合材料,已走向工程应用阶段。
从技术发展看，碳碳复合材料已经从最初阶段的两向碳碳复合材料发展为三向、四向等多维碳碳复合材料；从单纯抗烧蚀碳碳复合材料发展为抗烧蚀—抗侵蚀和抗烧蚀—抗侵蚀—稳定外形碳碳复合材料；从但功能材料发展为多功能材料。
目前碳碳复合材料面对的最主要问题是抗氧化问题[2]。
碳\碳复合材料摘要：碳/碳(简称C/C)复合材料，即以碳纤维(简称CF)增强碳基体所组成的复合材料，不仅具有高比强度等良好的结构性能，而且具有耐热、绝热、吸附、超导、耐磨等优异的功能特性，是最有发展前途的高技术新材料之一。
本文综述了碳\碳复合材料的基体相、增强体、界面、制备方法、应用等，对国内外的发展状况进行了总结。
[1]关键词：碳\碳复合材料/基体/增强体/制备/应用正文:碳/碳（简称C/C）复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料，它由碳纤维和碳基体两cm，实际密度部分组成，不仅具有碳-石墨材料的固有本性，如低密度（理论密度为2.2g/3cm）；而且还具有一系列有益的力学性能和热力学性能：高温下高强度、通常为1.75~2.10g/3高模量、良好的断裂韧性、耐磨损性能和抗热震性能、热膨胀系数小等，因此，C/C复合材料是碳-石墨材料家族中性能最好的材料，目前已广泛应用于航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统、洲际导弹的端头和鼻锥、火箭发动机喷管、飞机刹车盘等，显示出了极大的优越性。
C/C复合材料的制备工艺包括:CF及其结构的选择;基体碳先驱物的选择;C/C复合材料坯体的成型工艺;坯体的致密化工艺以及工序间和最终产品的加工等。
1、碳纤维的选择CF纱束的选择和纤维织物结构的设计是制造C/C复合材料的基础，通过合理选择纤维种类和织物的编织参数，如纱束的排列取向、纱束间距、纱束体积含量等，可以改变C/C复合材料的力学和热物理性能，以满足制品性能方面的要求。
常用CF有三种，即人造丝CF，聚丙烯腈(PAN)CF和沥青CF。
它们分别由先驱料人造丝、聚丙稀腈(PAN)和沥青制成的。
CF中的聚丙烯腈(PAN)CF使用得最多，而低成本的沥青基CF正在得到发展，在我国已研制成功，但尚未进入市场。
CF又可分为高强CF(HT)的高模CF(HM)。
前者强度高，而后者弹性模量高。
纤维选择主要基于所设计复合材料的用途和工作环境，用于增强C/C复合材料的纤维有多种，对重要的结构选用高强、高模纤维;若要求导热系数低，则选用低模量CF，如粘胶基CF。
碳/碳复合材料摘要：C/ C 复合材料是目前新材料领域重点研究和开发的一种新型超高温热结构材料, 密度小、比强度大、线膨胀系数低( 仅为金属的1/ 5~ 1/ 10) 、热导率高、耐烧蚀、耐磨性能良好。
特别是C/ C 复合材料在1 000℃~ 2 300℃时强度随温度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工业领域的高温材料[ 1~ 7]。
C/ C 复合材料是具有优异耐高温性能的结构与功能一体化工程材料。
它和其它高性能复合材料相同,是由纤维增强相和基体相组成的一种复合结构, 不同之处是增强相和基体相均由具有特殊性能的纯碳组成[8.9]。
关键词：C/C复合材料发展高性能成型加工化学沉积航空航天易氧化1.碳/碳复合材料的发展C/C复合材料的首次出现是于1958年在Chance Vought航空公司实验室偶然得到的，当测定C纤维在一有机基体复合材料中的含量时，由于实验过程中的失误，有机基体没有被氧化，反而被热解，得到了C基体，结果发现这种复合材料具有结构特征，因而C/C复合材料就诞生了。
C/C复合材料技术在最初十年间发展的很慢，到六十年代末期，才开始发展成为工程材料中新的一员，自七十年代，在美国和欧洲得到很大发展，推出了C 纤维多向编织技术，高压液相浸渍工艺及化学气相浸渍法（CVI），有效地得到高密度的C/C复合材料，为其制造、批量生产和应用开辟了广阔的前景。
八十年代以来，C/C复合材料的研究极为活跃，前苏联、日本等国也都进去这一先进领域，在提高性能、快速致密化工艺研究及扩大应用等方面取得很大进展。
2.碳/碳复合材料的特征C/ C 复合材料具有低密度、高强度、高比模、低烧蚀率、高抗热震性、低热膨胀系数、零湿膨胀、不放气、在2 000℃以内强度和模量随温度升高而增加、良好的抗疲劳性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性( 组织成分及力学性能上均相容) 、对宇宙辐射不敏感及在核辐射下强度增加等性能[10.11]，尤其是C /C 复合材料强度随温度的升高不降反升的独特性能，使其作为高性能发动机热端部件和使用于高超声速飞行器热防护系统具有其它材料难以比拟的优势［12］。
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,就是具有特殊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,立刻引起了材料科学与工程研究人员得普遍重视。
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年间得发展却比较缓慢,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研究与开发阶段,碳／碳制备工艺也处于实验研究阶段,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发展,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／碳复合材料技术得发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发展,更为主要得就是碳／碳得制备工艺也由浸渍树脂、沥青碳化工艺发展到多种CVD沉积碳基体工艺技术。
这就是碳／碳复合材料研究开发迅速发展得阶段,并且开始了工程应用。
由于20世纪70年代碳／碳复合材料研究开发工作得迅速发展,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研究,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。
碳碳复合材料
碳碳复合材料是一种由碳纤维和碳基基体组成的复合材料。
碳纤维是一种高强度、轻质的纤维材料，可以抵抗高温和
化学腐蚀。
碳基基体则提供了材料的机械强度和耐磨性能。
碳碳复合材料具有以下特点：
1. 高温耐性：碳碳复合材料能够在高达3000°C的温度下
保持其稳定性和强度。
2. 轻质高强：碳纤维的轻质性能使得碳碳复合材料具有较
高的比强度和刚度。
3. 良好的机械性能：碳碳复合材料具有优异的抗拉、压缩
和抗剪强度，使其适用于各种高性能应用。
4. 耐磨性能：碳碳复合材料具有出色的耐磨性，可用于制
造高速运动部件和摩擦材料。
5. 抗氧化性：碳碳复合材料能够抵抗氧化和腐蚀，因此可
以在恶劣的环境条件下使用。
碳碳复合材料广泛应用于航空航天、汽车制造、能源领域以及高温和特殊工程等领域。
例如，它们可以用于制造火箭喷嘴、涡轮叶片、制动系统、石油炼厂设备等。
由于其优异的性能和广泛的应用领域，碳碳复合材料被视为一种重要的高性能材料。
