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有发展前途的高温材料为什么是碳碳复合材料?

作者:http://www.dgshimozhipin.com 发布时间:2023-09-04 09:18:29

       碳碳复合材料是碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、冲突功用好,以及抗热冲击功用好、尺度稳定性高级优点。
       碳碳复合材料的制备工艺首要有化学气相法和液相浸渍法。化学气相法以有机低分子气体为前驱体,液相浸渍法以沥青等热塑性树脂或酚醛树脂等热固性树脂为前驱体,这些材料在高温下产生一系列凌乱化学变化而转化为基体碳。
        其间,化学气相法是直接在坯体孔内堆积碳,产品的物理机械功用比较好,但出产周期较长。液相浸渍法是将碳纤维制成的预成型体浸入液态的浸渍剂中,通过固化、碳化、石墨化等一系列过程的循环,终究得到碳碳复合材料,出产工艺较简单,但产品细密性不强影响其物理功用。为了得到更好的细密化作用,一般选用两种办法相结合,制备具有抱负密度的碳碳复合材料。
        碳碳复合材料作为优异的热结构和功用一体化工程材料,自诞生以来在军工方面得到了长足的开展,其间最重要的用处是用于制造导弹的弹头部件。因为其耐高温、冲突性好,现在已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件、飞机刹车设备、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动机的热端部件等。
        现在,固体火箭发动机喷管和刹车盘是碳/碳复合材料的两大首要应用领域。其间一半以上的碳碳复合材料用于飞机刹车设备。碳碳复合材料制作的飞机刹车盘重量轻、耐温高、比热容比钢高2.5倍;
       同金属刹车材料比较,可节省40%的结构重量,使用寿命可提高5~7倍,刹车力矩平稳,刹车时噪声小。因而,碳刹车盘的面世被认为是刹车材料开展史上的一次严重的技术进步。
       碳碳复合材料因为其一起的功用,已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学等领域,如火箭发动机喷管及其喉衬、航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统、飞机刹车盘等。