第七章CC复合材料
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C/C复合材料的制备及方法地点:山西大同大学炭研究所时间:5.31——6.3学习内容:一、C/C复合材料简述C/C复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料,以碳为基体,通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。
优点:抗热冲击和抗热诱导能力极强,具有一定的化学惰性,高温形状稳定,升华温度高,烧蚀凹陷低,在高温条件下的强度和刚度可保持不变,抗辐射,易加工和制造,重量轻。
缺点: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。
二、C/C复合材料的成型技术化学气相沉积法气相沉积法(CVD法):将碳氢化合物,如甲烷、丙烷、液化天然气等通入预制体,并使其分解,析出的碳沉积在预制体中。
技术关键:热分解的碳均匀沉积到预制体中。
影响因素:预制体的性质、气源和载气、温度和压力都将影响过程的效率、沉积碳基体的性能及均匀性。
工艺方法:温度梯度法温度梯度法工艺方法:将感应线圈和感应器的几何形状做得与预制体相同。
接近感应器的预制体外表面是温度最高的区域,碳的沉积由此开始,向径向发展。
温度梯度法的设备如下图:三、预制体的制备碳纤维预制体是根据结构工况和形状要求,编织而成的具有大量空隙的织物。
二维编织物:面内各向性能好,但层间和垂直面方向性能差;如制备的氧化石墨烯和石墨烯三维编织物:改善层间和垂直面方向性能;如热解炭四、C/C的基体的获得C/C的基体材料主要有热解碳和浸渍碳两种。
热解碳的前驱体:主要有甲烷、乙烷、丙烷、丙烯和乙烯以及低分子芳烃等;大同大学炭研究所使用的是液化天燃气。
浸渍碳的前驱体:主要有沥青和树脂五、预制体和碳基体的复合碳纤维编织预制体是空虚的,需向内渗碳使其致密化,以实现预制体和碳基体的复合。
渗碳方法:化学气相沉积法。
基本要求:基体的先驱体与预制体的特性相一致,以确保得到高致密和高强度的C/C复合材料。
化学气相沉积法制备工艺流程:碳纤维预制体→通入C、H化合物气体→加热分解、沉积→C/C复合材料。
cc复合材料
CC复合材料。
CC复合材料是一种由两种或两种以上不同性质的材料组合而成的新型材料,
具有优异的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑工程等领域。
它的出现不仅提高了产品的性能和质量,还大大降低了生产成本,具有广阔的发展前景。
首先,CC复合材料具有优异的机械性能。
相比于传统材料,CC复合材料的强
度和刚度更高,同时具有较低的密度,因此在航空航天领域得到了广泛应用。
它不仅可以减轻飞机、火箭等载具的重量,还能够提高其飞行速度和燃油效率,降低运行成本,为航空航天事业的发展做出了重要贡献。
其次,CC复合材料具有优异的耐腐蚀性能。
在海洋工程、化工设备等领域,
材料常常需要长期暴露在潮湿、腐蚀性环境中,传统材料容易受到腐蚀而失效,而CC复合材料能够很好地抵抗腐蚀,保持稳定的性能,因此在这些领域有着广泛的
应用前景。
另外,CC复合材料还具有优异的导热性能和电磁性能。
在电子产品、通信设
备等领域,要求材料具有良好的导热和屏蔽性能,以保证设备的正常运行和通信质量,而CC复合材料能够满足这些要求,因此在这些领域也有着广泛的应用。
总的来说,CC复合材料具有优异的综合性能,被广泛应用于各个领域,为相
关行业的发展带来了巨大的推动力。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断改进,相信CC复合材料的应用领域会越来越广,性能会越来越优越,为人类创造出更多
的奇迹。
C/C复合材料的制备及方法地点:山西大同大学炭研究所时间:5.31——6.3学习内容:一、C/C复合材料简述C/C复合材料是以碳纤维及其织物为增强材料,以碳为基体,通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复合材料。
优点:抗热冲击和抗热诱导能力极强,具有一定的化学惰性,高温形状稳定,升华温度高,烧蚀凹陷低,在高温条件下的强度和刚度可保持不变,抗辐射,易加工和制造,重量轻。
缺点: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。
二、C/C复合材料的成型技术化学气相沉积法气相沉积法(CVD法):将碳氢化合物,如甲烷、丙烷、液化天然气等通入预制体,并使其分解,析出的碳沉积在预制体中。
技术关键:热分解的碳均匀沉积到预制体中。
影响因素:预制体的性质、气源和载气、温度和压力都将影响过程的效率、沉积碳基体的性能及均匀性。
工艺方法:温度梯度法温度梯度法工艺方法:将感应线圈和感应器的几何形状做得与预制体相同。
接近感应器的预制体外表面是温度最高的区域,碳的沉积由此开始,向径向发展。
温度梯度法的设备如下图:三、预制体的制备碳纤维预制体是根据结构工况和形状要求,编织而成的具有大量空隙的织物。
二维编织物:面内各向性能好,但层间和垂直面方向性能差;如制备的氧化石墨烯和石墨烯三维编织物:改善层间和垂直面方向性能;如热解炭四、C/C的基体的获得C/C的基体材料主要有热解碳和浸渍碳两种。
热解碳的前驱体:主要有甲烷、乙烷、丙烷、丙烯和乙烯以及低分子芳烃等;大同大学炭研究所使用的是液化天燃气。
浸渍碳的前驱体:主要有沥青和树脂五、预制体和碳基体的复合碳纤维编织预制体是空虚的,需向内渗碳使其致密化,以实现预制体和碳基体的复合。
渗碳方法:化学气相沉积法。
基本要求:基体的先驱体与预制体的特性相一致,以确保得到高致密和高强度的C/C复合材料。
化学气相沉积法制备工艺流程:碳纤维预制体→通入C、H化合物气体→加热分解、沉积→C/C复合材料。
cc复合材料
CC复合材料是由碳纤维和环氧树脂基体组成的一种复合材料。
碳纤维具有轻质、高强度、高模量等优异性能,而环氧树脂基体具有良好的化学稳定性和粘结性能,因此CC复合材料具有
优异的综合性能。
首先,CC复合材料具有轻质高强度的特点。
碳纤维的比重很轻,约为铁的1/4,铝的1/3,因此制成的CC复合材料也非常轻,可大幅度减轻结构的自重。
同时,碳纤维具有很高的拉伸强度和模量,能够有效抵抗外部载荷产生的拉伸变形和断裂,具有很好的抗拉强度和耐久性。
其次,CC复合材料具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
碳纤维具
有较高的熔点和耐高温性能,可在高温环境下维持较好的力学性能。
同时,环氧树脂基体具有优异的耐腐蚀性能,能够抵抗酸、碱、溶剂等多种腐蚀介质的侵蚀,使得CC复合材料在恶
劣环境中具有良好的耐久性。
此外,CC复合材料还具有良好的尺寸稳定性和复杂形状加工性。
由于碳纤维的线热膨胀系数较低,具有很好的尺寸稳定性,能够在温度变化范围内保持较好的尺寸精度。
同时,CC复合
材料可以通过热压成型、树脂浸渍、自动化编织等工艺加工成复杂形状的零件,具有灵活性和可塑性。
最后,CC复合材料还具有良好的疲劳性能和冲击韧性。
碳纤
维的高强度和高模量使得CC复合材料具有较高的疲劳寿命,
能够在长期循环荷载下保持良好的性能。
而环氧树脂的粘结性
能能够有效吸收和分散冲击荷载,并且具有较好的抗冲击韧性。
综上所述,CC复合材料具有轻质高强度、耐热耐腐蚀、尺寸
稳定性和复杂形状加工性、疲劳性能和冲击韧性等优异的性能。
在航天航空、汽车制造、体育用品等领域具有广泛的应用前景。
C/C复合材料性能参数C/C热场材料与石墨热场材料性能对比C/C复合材料具有质量轻、损伤容限高、强度高等突出特点,用作热场与石墨产品比较,具有以下突出优点:(1) C/C复合材料用作热场产品,大幅度延长产品使用寿命减少更换部件的次数,从而提高设备的利用率,减少维修成本。
(2) 用作拉晶砖的坩埚时,由于石英坩埚对石墨坩埚产生较大的膨胀应力作用,石墨坩埚只好做成多瓣,或在坩埚上开热膨胀槽.而使用C/C复合材料热场产品由于不用开热膨胀槽,可以做成一个整体,可以在石英坩埚内获得更均匀的热场,可以提高成品率,而且可以避免“漏硅”事故造成的损失,据统计一次“漏硅”事故造成的设备、材料方面的损失超过10万元。
(3) C/C复合材料用作热场产品时,现有设备具有固定的,而由于C/C复台材料具有优异的性能,与石墨产品相比,可以做得更薄,从而可以利用现有设备生产尺寸更长、更大直径的产品,可节约大量新设备投资费用。
(4) 在拉制大直径的产品时,石墨热场产品成型困难,如果要制造超大大直径的石墨热场零部件其制造成本加工成本都很高,而由于C/C复合材料具有优异的性能,目前国外拉制大直径的产品时,较多地采用了C/C复合材料热场产品(5) 石墨热场产品在反复高温热震条件下易产生裂纹,微裂纹的存在改变了其热传导性能,使加热时石墨加热器的功率与硅熔体的温度场发生变化,将影响拉晶的效率和拉出的晶体的质量和品质。
而使用C/C复合材料热场产品可以克服这个缺点。
(6) C/C复合材料用作热场产品时,导热系数比石墨热场产品低很多,用做隔热保温材料隔热保温效果好,可以节约大量的电能,节省大量的电费开支,可有效的降低单(多)晶硅生产厂家的生产成本,随着全球能源供应的紧张,单(多)晶硅生产作为高耗能行业,能源消耗的降低具有较大的经济和社会意义。
CC复合材料制备⼯艺简介沥青基碳材料本⽂来源:上海皓越精彩⽂章现在开始碳基复合材料碳/碳(C/C)复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料, 具有⾼强⾼模、⽐重轻、热膨胀系数⼩、抗腐蚀、抗热冲击、耐摩擦性能好、化学稳定性好等⼀系列优异性能, 是⼀种新型的超⾼温复合材料。
C/C复合材料作为优异的热结构-功能⼀体化⼯程材料。
它和其他⾼性能复合材料相同,是由纤维增强相和基本相组成的⼀种复合结构,不同之处是增强相和基本相均由具有特殊性能的纯碳组成。
碳/碳复合材料主要是由碳毡、碳布、碳纤维作为增强体,⽓相沉积碳做为基体经过复合⽽制成,但是它的组成元素只有⼀个就是碳这个元素。
为了增加密度,由碳化⽽⽣成的浸渍碳或浸渍在康铜树脂(或沥青),也就是说碳/碳复合材料是由三种碳材料复合⽽制成的。
碳碳复合材料的制造⼯艺⼀、碳碳/碳复合材料的制备过程包括增强纤维及其织物的选择、基体碳先驱体的选择、C/C预制坯体的成型、碳基体的致密化以及最终产品的加⼯检测等。
检测等1)碳纤维的选择纱束的排列取向、纱束间距、纱束体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,如纱束的排列取向、纱束间距、纱束体积含量等,可以决定C/C复合材料的⼒学性能和热物理性能。
积含量等2)碳纤维预制坯体的制备预成型结构件的加⼯⽅式主要有三种:软编、硬编和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。
预成型结构件的加⼯⽅式主要有三种:软编、硬编和软硬混编。
编织⼯艺主要有:⼲纱编织、预浸渍维杆组排、细编穿刺、纤维缠绕以及三维多向整体编织等。
⽬前C复合材料主要使⽤的编织⼯艺是软硬混编。
编织⼯艺主要有:⼲纱编织、预浸渍维杆组排、细编穿刺、纤维缠绕以及三维多向整体编织等。
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。
cc复合材料CC复合材料。
CC复合材料是一种由碳纤维和环氧树脂组成的高性能材料,具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损等优点,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶、体育器材等领域。
本文将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面对CC复合材料进行介绍。
首先,CC复合材料的材料特性非常突出。
碳纤维具有高强度、高模量、低密度的特点,使得CC复合材料具有重量轻、刚性高的特性,能够满足工程结构对材料强度和刚度的要求。
同时,环氧树脂具有优异的粘接性能和耐腐蚀性能,能够有效保护碳纤维,延长材料的使用寿命。
因此,CC复合材料在航空航天领域得到广泛应用,可以用于制造飞机机身、导弹外壳等部件。
其次,CC复合材料的制备工艺非常关键。
制备CC复合材料的工艺包括预浸法、浸渍法、热压成型等多种方法。
其中,预浸法是将碳纤维预先浸渍在环氧树脂中,然后经过固化成型而成。
而浸渍法则是将碳纤维放置在环氧树脂中浸渍,再进行固化成型。
热压成型则是在高温高压下将预浸的碳纤维与环氧树脂进行加热压制。
这些工艺的选择和控制对于CC复合材料的性能和质量具有重要影响。
最后,CC复合材料在汽车、船舶、体育器材等领域也有着广泛的应用。
在汽车领域,CC复合材料可以用于制造车身、底盘等部件,能够减轻汽车重量,提高燃油效率,同时具有良好的抗冲击性能。
在船舶领域,CC复合材料可以用于制造船体、桅杆等部件,能够减轻船体重量,提高船舶速度和稳定性。
在体育器材领域,CC复合材料可以用于制造高尔夫球杆、网球拍等器材,具有良好的强度和韧性,提高了运动员的比赛表现。
总之,CC复合材料具有优异的材料特性,制备工艺成熟,应用领域广泛。
随着科技的不断进步,相信CC复合材料将在更多领域展现出其独特的优势,为人类社会的发展做出更大的贡献。