复合材料第章碳碳复合材料

碳碳复合材料的制备方法
碳碳复合材料的制备方法主要包括以下步骤：
增强纤维及其织物的选择：碳纤维束的选择和纤维织物的结构设计是制造C/C复合材料的基础，通过合理选择纤维种类和织物的编制参数，可以决定C/C复合材料的力学性能和热物理性能。

碳纤维预制坯体的制备：预制坯体是指按产品形状和性能要求先把纤维成型为所需结构形状的毛坯，以便进行致密化工艺。

目前C复合材料主要使用的编织工艺是三维整体多向编织，编织过程中所有编织纤维按照一定的方向排列，每根纤维沿着自己的方向偏移一定的角度互相交织构成织物，其特点是可以成型三维多向整体织物，可以有效的控制C/C复合材料各个方向上纤维的体积含量，使得C/C复合材料在各个方向发挥合理的力学性能。

C/C的致密化工艺：致密化程度和效率主要受织物结构、基体材料工艺参数的影响。

目前使用的工艺方法有浸渍碳化、化学气相沉积（CVD）、化学气相渗透（CVI）、化学液相沉积、热解等方法。

主要使用的工艺方法有两大类：浸渍碳化工艺和化学气渗透工艺。

碳碳复合材料热容-概述说明以及解释1.引言概述部分的内容可以按照以下方式来进行撰写：1.1 概述碳碳复合材料是一种由碳纤维和碳基基质构成的材料，具有轻量化、高强度、高温性能良好等优点，广泛应用于航空航天、汽车和电子等领域。

近年来，随着科技的不断发展，碳碳复合材料的热容性能逐渐受到人们的重视。

热容是指物质在吸收或释放热量过程中的温度变化能力，是评估材料热学性能的重要指标之一。

对于碳碳复合材料而言，其热容性能直接关系到其在高温环境下的稳定性和耐久性。

因此，研究碳碳复合材料的热容性能对于优化材料设计和提高材料性能具有重要的意义。

本文将对碳碳复合材料的热容性能进行全面的描述和分析。

首先，将介绍碳碳复合材料的定义和特点，包括其制备工艺、结构特征以及热学性能等方面的内容。

然后，将着重分析碳碳复合材料在高温环境下的热容性能，探讨其受热过程中温度变化规律以及热容值的计算方法。

最后，将总结热容性能对碳碳复合材料的重要性，并展望未来研究方向，以期为碳碳复合材料的制备和应用提供科学的依据和指导。

通过对碳碳复合材料热容性能的深入研究，可以对该材料的高温应用能力和性能进行更加准确的评估，并为其在未来的研究和应用中提供参考和指导。

同时，对于碳碳复合材料以及其他相关研究领域的学者和科研人员也具有一定的参考价值。

在研究过程中，我们将通过综合运用理论分析和实验验证相结合的方法，力求全面准确地揭示碳碳复合材料的热容性能，以期为相关领域的深入研究和应用提供一定的理论和实践指导。

文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文主要通过以下几个方面对碳碳复合材料的热容进行探讨和分析。

首先，对碳碳复合材料的定义和特点进行介绍，以便读者能够对该材料有一个基本的了解。

其次，将重点关注碳碳复合材料的热容性能，探究其在热学方面的表现和应用。

最后，通过总结热容性能对碳碳复合材料的重要性，以及展望碳碳复合材料热容性能的未来研究方向，来对文章进行一个总结和展望。

第一章总论一．复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

★二．复合材料的命名和分类★1．按增强材料形态分类(1)连续纤维复合材料:作为分散相的纤维，每根纤维的两个端点都位于复合材料的边界处;(2)短纤维复合材料:短纤维无规则地分散在基体材料中制成的复合材料;(3)粒状填料复合材料:微小颗粒状增强材料分散在基体中制成的复合材料;(4)编织复合材料:以平面二维或立体三维纤维编织物为增强材料与基体复合而成的复合材料。

2. 按增强纤维种类分类(1)玻璃纤维复合材料;(2)碳纤维复合材料;(3)有机纤维(芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、高强度聚烯烃纤维等)复合材料;(4)金属纤维(如钨丝、不锈钢丝等)复合材料;(5)陶瓷纤维(如氧化铝纤维、碳化硅纤维、硼纤维等)复合材料。

如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料3．按基体材料分类(1)聚合物基复合材料:以有机聚合物(主要为热固性树脂、热塑性树脂及橡胶)为基体制成的复合材料;(2)金属基复合材料:以金属为基体制成的复合材料，如铝基复合材料、钛基复合材料等;(3)无机非金属基复合材料:以陶瓷材料(也包括玻璃和水泥)为基体制成的复合材料。

4.按材料作用分类(1)结构复合材料:用于制造受力构件的复合材料;(2)功能复合材料:具有各种特殊性能(如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等)的复合材料。

三．复合材料是由多相材料复合而成，其共同的特点是:★(1)可综合发挥各种组成材料的优点，使一种材料具有多种性能，具有天然材料所没有的性能。

(2)可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。

例如，针对方向性材料强度的设计，针对某种介质耐腐蚀性能的设计等。

(3)可制成所需的任意形状的产品，可避免多次加工工序。

四．影响复合材料性能的因素很多，主要取决于①增强材料的性能、含量及分布状况，②基体材料的性能、含量，以及③增强材料和基体材料之间的界面结合情况，作为产品还与④成型工艺和结构设计有关。

碳／碳复合材料的分类定义:碳碳复合材料是指用碳纤维或石墨纤维为增强材料,以碳化或石墨化的树脂或用化学蒸气沉积的碳作为基体材料的复合材料。

特点:比强度大、比模量高、高温烧蚀性能好、耐热冲击、化学惰性好等优点，而且升华温度高，高温下仍能保持很高强度。

适用于高温的最佳的最佳先进复合材料。

根据增强材料与基体材料的不同，碳／碳复合材料可分为三种：碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳、石墨纤维增强石墨。

根据纤维的类型或编制方式，碳／碳复合材料可分为短纤维增强的碳／碳复合材料、单向连续纤维增强的碳／碳复合材料、层合织物(碳布重叠或原丝制毡)增强的碳／碳复合材料及三维立体编织物增强的碳／碳复合材料等多种。

短纤维复合材料的成本低，容易加工，但强度不高；连续纤维复合材料仅在纤维方向具有较高的强度；层合织物可在纤维平面上提供高强度和良好的抗冲击性能，而在垂直于纤维平面的方向上力学性能较差；三维织物增强的复合材料比其他几种形式的复合材料性能皆佳，整体性强，层间剪切强度高，但制造成本亦高。

由于碳在常压下不熔化，也不能溶解于任何溶剂中，因此不能直接用作基体材料。

基体制造工艺有两种。

第一种是先制成碳纤维增强热固性树脂基复合材料，然后在氧气中缓慢热分解，使树脂基体分解，并在沥青、酚醛树脂等溶液中反复进行浸渍并热解，最后只残留碳基体，得到碳／碳复合材料。

第二种是化学蒸气沉积法，即用碳氢化合物气体，如甲烷、乙炔等，在1000～1100℃下进行分解，在三维织物、碳毡、纤维缠绕件的结构空隙内进行沉积。

形成致密的碳／碳复合材料。

第一种制造方法常用的基体材料主要有沥青、酚醛、糠醛等含碳量高的树脂。

由于热分解时树脂中非碳元素的分解逸出，在基体中易产生空隙。

因此，制造时一般应利用化学蒸气沉积技术在空隙中沉积碳，以提高材料的致密性。

碳／碳复合材料与其他碳素材料一样，在空气中加热到400℃以上就会发生氧化。

即使很少量的烧蚀也会导致材料的物理性能和力学性能劣化。

碳碳复合材料，灰分含量碳碳复合材料是一种由碳纤维和碳基矩阵相互渗透形成的复合材料。

它具有高温、高强度、高导热性和低热膨胀系数等优点，被广泛应用于航空航天、汽车制造、能源等领域。

然而，碳碳复合材料的制备过程中灰分含量是一个重要的参数，对其性能有着直接的影响。

灰分含量是指在高温下燃烧样品后，残留下来的无机物质的质量与样品质量之比。

碳碳复合材料的灰分主要来自于碳基矩阵中添加的填充剂、增韧剂等材料。

灰分含量的高低会直接影响到碳碳复合材料的力学性能、热稳定性和导热性能等方面。

首先，碳碳复合材料的灰分含量对其力学性能有着直接的影响。

灰分含量高的材料通常具有较高的硬度和强度，但也会降低其延展性和韧性。

此外，灰分含量还会影响到材料的断裂韧度和疲劳寿命等性能。

因此，在制备碳碳复合材料时，需要根据具体应用需求合理控制其灰分含量。

其次，灰分含量还会影响碳碳复合材料的热稳定性。

灰分含量高的材料通常具有较高的热稳定性，能够在高温下保持结构的完整性和性能稳定。

这是因为灰分中的无机物质具有较高的熔点和热分解温度，能够抵御高温时的热腐蚀和氧化作用。

因此，在高温环境下应用的碳碳复合材料通常要求较高的灰分含量。

此外，灰分含量还会对碳碳复合材料的导热性能产生影响。

灰分中的无机物质具有较高的热导率，能够提高复合材料的整体热传导性能。

然而，过高的灰分含量也会导致导热性能下降。

因此，在制备碳碳复合材料时，需要根据具体应用需求合理控制灰分含量，以达到最佳的导热性能。

总结起来，碳碳复合材料的灰分含量对其力学性能、热稳定性和导热性能等方面有着直接的影响。

合理控制灰分含量，可以使得碳碳复合材料具备良好的力学强度、高温稳定性和优异的导热性能。

因此，在制备碳碳复合材料时，需要充分考虑灰分含量对材料性能的影响，并根据具体应用需求制定合适的控制措施和工艺流程，以保证复合材料的性能达到最佳。

碳碳复合材料抗氧化性能研究综述周一至周五| 9:00—22:00 论文网政治论文| 经济论文| 管理论文| 历史论文| 文学论文| 医学论文| 艺术论文| 科技论文| 教育论文| 知识百科| 学问百科【摘要】碳/碳复合材料具有优异的性能，但其高温下的氧化限制了该材料的应用。

目前，碳碳复合材料的抗氧化技术主要有涂层法和基体抗氧化法，以涂层法为主要抗氧化方法，其中涂层法主要有玻璃涂层、金属涂层、陶瓷涂层和复合涂层。

【关键词】碳/碳复合材料；抗氧化；研究C/C复合材料抗氧化的途径主要是采用涂层法和基体抗氧化法。

其抗氧化原理是：将碳材料与氧化环境隔离，添加抗氧化物质占据氧化反应活性点、减少氧气传递的通道。

实现方法是在材料中引入抗氧化物质如硅化物、硼化物、磷酸盐以及过度金属化合物等，这些抗氧化物质在高温下氧化形成具有流动性的玻璃态物质，覆盖在C/C复合材料表面，并填充在C/C复合材料的孔隙或裂纹中，截断氧在材料内部的传递通道，从而达到提高C/C复合材料抗氧化耐烧蚀性能的目的[1]。

一、抗氧化涂层原理：涂层抗氧化原理是利用涂层中的化合物与氧气反应形成玻璃态物质覆盖在涂层表面，阻止氧进入材料内部，从而使材料与氧隔离。

抗氧化涂层的制备方法主要有：CVD 法，熔浆法，涂刷法，等离子喷涂法和溶胶-凝胶法等。

考虑因素：在C/C复合材料表面涂覆的抗氧化涂层，首先必须能够有效阻止氧的侵入，即要求抗氧化涂层有较低的氧气渗透率；其次必须使涂层的热膨胀系数与材料本体相当，防止在高温下产生较大的热应力使涂层产生裂纹甚至剥落；第三，为防止涂层挥发，涂层材料必须具有较低的蒸气压；此外，还应当考虑涂层与C/C复合材料的表面润湿性能、界面结合强度、化学相容性等因素，只有这样涂层才能与材料本体结合牢固可靠。

研究得较多的涂层材料是SiC，Si3N4，MoSi2等硅基材料以及B4C，BN等硼化物，或者多种材料相结合的梯度涂层。

除了以上几种材料外，用于抗氧化涂层的材料还有过渡金属化合物如ZrC，ZrB2，TaC，Y2O3，Al2O3等。