炭/炭复合材料抗氧化研究现状

总结了炭/炭复合材料抗氧化研究现状,重点介绍了抗氧化涂层的制备方法,包括包埋浸渍法、化学气相沉积(CVD)、溶胶-凝胶法(Sol-Gel)和水热电沉积法以及近几年针对抗氧化涂层开裂问题各国学者的最新研究成果。提出了炭/炭复合材料抗氧化研究今后努力的方向。     

炭/炭复合刹车材料的防氧化技术研究进展

从炭／炭复合材料氧化特点、抗氧化要求出发，综述了基体改性技术和涂层技术，对炭／炭复合材料防氧化研究进展进行了详细的介绍，提出了对其高温抗氧化研究方向的一些观点。     

炭材料的高温抗氧化性研究进展

介绍了炭材料的氧化过程,综述了国内外目前提高炭材料抗氧化性能的两个主要途径;基体改性技术和涂层技术。重点阐述了抗氧化涂层的基本要求,涂层的制备方法以及各涂层体系,提出了对于炭材料高温抗氧化性研究方面的一些认识,阐明了其发展前景。     

炭材料的高温抗氧化研究进展

炭材料抗氧化问题一直是研究的重点。本文阐述了炭材料的氧化行为，简单介绍了炭材料的各种氧化防护方法。并以涂层法为重点，综述了炭材料的高温抗氧化的研究进展情况。     

人工神经网络用于炭／炭复合材料CVD SiC涂层的研究

炭／炭复合材料抗氧化涂层是该材料可否用于高温结构件的关键。将人工神经网络用于CVDSiC抗氧化涂层的建模,试图解决该过程影响因素复杂、数学模型难于建立、无法对整个过程进行有效预测和控制的问题。初步探讨表明,采用人工神经网络建模,可以比较确切与全面地反映CVDSiC涂层过程的影响因素和内在规律,预测的工艺参数与沉积速率的关系同实验结果吻合较好,由此证实了将人工神经网络应用于抗氧化涂层制备系统是可行的。     

我国炭／炭复合材料研究进展

我国自70年代开展炭／炭复合材料研究,至今已近30年,现已在多方面得到应用,首先是80年代初固体火箭发动机的炭／炭喉裤进入实用化阶段;近年来,作为磨擦材料和防热应用也取得重大突破,成功地在新型号军机的刹车盘和导弹头实现应用。本文回顾 了我国炭／炭复合材料研究发展的历史,对炭／炭复合材料近年来内的研究进展进行了总结,重点总结了我国在几个研究热点方面取得的成就,如高效低成本制备工艺、抗氧化涂层、计算机模拟、工程应用等。在此基础上,对我国炭／炭复合材料进一步发展应注意的问题提出了一些看法。     

人工神经网络用于炭/炭复合材料CVD SiC涂层的研究

炭／炭复合材料抗氧化涂层是该材料可否用于高温结构件的关键。将人工神经网络用于ＣＶＤＳｉＣ抗氧化涂层的建模,试图解决该过程影响因素复杂、数学模型难于建立、无法对整个过程进行有效预测和控制的问题。初步探讨表明,采用人工神经网络建模,可以比较确切与全面地反映ＣＶＤＳｉＣ涂层过程的影响因素和内在规律,预测的工艺参数与沉积速率的关系同实验结果吻合较好,由此证实了将人工神经网络应用于抗氧化涂层制备系统是可行的     

炭/炭复合材料高温抗氧化研究进展

综述了炭／炭复合材料的高温抗氧化研究现状；阐述了炭-石墨材料的氧化机理和炭／炭复合材料的氧化规律；分别对改性技术和外部涂覆技术的研究结果进行了总结，并提出了对于炭／炭复合材料高温抗氧化研究方向的一些看法。     

一种中温炭/炭复合材料抗氧化涂层的制备及其性能

制备了一种使用温度约1173K的炭/炭复合材料抗氧化复合涂层,它由磷酸盐过渡层和陶瓷相阻挡层构成。通过与单一陶瓷相涂层的对比试验研究了它的抗氧化机理。涂覆有该复合涂层的炭/炭复合材料试样在空气中1173K下氧化10h的失重为11.25wt%,氧化失重率为9.84×10-5g/cm2·min),而且其氧化失重率随氧化时间延长而降低;4小时内经过30次从1173K至室温急冷急热循环后失重为6.38wt%,涂层基本完好,说明涂层在不超过1173K温度时具有良好的抗氧化性和抗热震性能。该种涂层适合于中温下炭/炭复合材料的抗氧化保护。     

磷酸盐浸渍泡沫炭的抗氧化性能研究

泡沫炭材料具有轻质、高比强度及独特的热性能.将在1200℃下炭化后的煤基泡沫炭在真空度为-0.1MPa下,用磷酸-磷酸盐的混合溶液进行浸渍,并经900℃固化2h制成高热稳定性的泡沫炭材料.利用热重分析仪(TG)及在空气中700℃下煅烧1h的方法研究了泡沫炭浸渍前后的抗氧化性能变化情况.通过扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)探讨了抗氧化涂层的结构变化及其抗氧化机理.实验结果表明:采用磷酸盐溶液浸渍泡沫炭可在其表面形成均匀致密的玻璃态涂层,使泡沫炭的抗氧化性能有了明显的提高,扩展了泡沫炭材料在高温工程领域中应用范围.     

C/C复合材料高温抗氧化研究进展

综述了国内外C／C复合材料的高温抗氧化研究进展。阐述了C／C复合材料的氧化机理,具体介绍了内部改性和表面涂层抗氧化研究现状,并对以后的发展方向进行了展望。     

烧结工艺对无粘结剂C/C复合材料性能的影响

烧结是制备无粘结剂C/C复合材料工艺过程中最为关键的一个环节，烧结方式和烧结制度是否合理直接影响着制品的最终性能，对此，进行了常压和加压烧结两种工艺制度的比较研究。分析了影响制品性能的主要原因；水分及其他吸附杂质的排出；挥发分逸出；氧化烧损，试验表明，在300-700℃之间保持0.7-1.7℃/min的慢升温速率加压烧结，可以获得性能优良的无粘结剂C/C复合材料。     

致密工艺对C/C复合材料摩擦性能的影响

采用针刺全炭纤维网胎无纬布整体结构预制体为骨架，经化学气相沉积（CVD）、树脂浸溃（RD固化致密及炭化、石墨化制得C／C复合材料。研究了粗糙层（RL）和树脂炭（RC）对摩擦性能的影响。结果表明，RL结构的C／C复合材料的摩擦性能较好，稳定性较高，是用作飞机刹车材料的前提；采用CVD＋RI制备且石墨化后的C／C复合材料具有优良的摩擦磨损特性；CVD试样的密度较低时，摩擦系数较高，但磨损较大，较难形成完整的摩擦膜。     

热解炭结构对C/C复合材料热物理性能影响

炭布叠层为预制体，采用等温CVI工艺制备出炭/炭（C/C）复合材料。通过调节丙烯与氢气的比例得到热解炭结构分别为粗糙层（RL），光滑层（SL），各向同性（ISO）的三种C/C复合材料，研究了热解炭组织结构对C/C复合材料热导率的影响，讨论了C/C复合材料的导热机理。结果表明：RL织构C/C复合材料的热导率无论是在平行方向还是在垂直方向上都明显高于SL和ISO织构C/C复合材料，在两个方向上，RL织构C/C复合材料的最大热导率比SL织构C/C复合材料分别大41.0%和31.7%，是ISO织构C/C复合材料的2倍多，且3种C/C复合材料的热导率随温度的升高呈现不同的变化趋势。     

C/C复合材料抗氧化涂层研究进展

结合国内外近几年的研究报道，介绍了C/C复合材料抗氧化涂层的基本要求及类别、各涂层体系及制备方法，并简要阐述了抗氧化涂层的研究方向。     

难熔金属炭化物改性基体对炭/炭复合材料抗氧化性能的影响

主要对难熔金属改性炭基体的炭／炭复合材料的抗氧化性能进行了较深入的研究。实验的结果表明，在以中间相沥青为基体先驱体、以PAN—CF为增强体的炭／炭复合材料中，采用Ti、W、Zr、Ta、等过渡区金属化合物为添加剂，以Co、Ni为助液相烧结剂，以TiCl4、ZrOCl2等为助炭化剂，通过在材料的内部生成多元金属炭化物，形成一种内部的多层次梯度防护体系，较大幅度地提高了炭／炭材料的抗氧化性能，实现了在改性剂添加量2％-3％的情况下，炭／炭材料氧化失重率下降超过80％，在1100℃小情况下，材料氧化失重小于5％的良好效果。     

纤维含量对C／C复合材料力学性能的影响

研究了炭纤维含量对C/C复合材料力学性能的影响,用扫描电镜（SEM）对材料的断口进行分析,结果表明：当炭纤维的体积分数小于8.3%时,随着炭纤维体积分数的增加,复合材料的抗折强度逐渐升高;之后,随着炭纤维的体积分数的增加,复合材料的抗折强度逐渐下降,短纤维增强C/C复合材料的断口特征为大量纤维拔出,其断裂过程为界面破坏所控制。     

密度对与40Cr镀Cr钢配副的C/C复合材料滑动摩擦行为的影响

在M2000型摩擦机上,与表面Cr的40Cr钢配副,测试两种C/C复合材料不同密度试样的摩擦磨损性能。结果表明:随载荷增加,在两种材料中,低密度试样的摩擦系数较高且波动幅度大,1.8g/cm3以上试样的摩擦系数、波动幅度较低。其中A、B材料低密度试样摩擦系数波动幅度最大,分别可达0.02、0.038,而高密度试样的分别为0.012、0.012。随时间延长,A材料低密度试样摩擦系数升高,高密度试样的保持稳定;B材料低密度试样的变化不规律,高密度试样能基本保持稳定。SEM观察表明,随密度增加,材料B的磨损表面由粗糙、充满磨屑逐渐向较完整、致密的磨损表面转变。     

轴棒法C／C复合材料微观结构及性能分析

采用轴棒法4D预制体、煤沥青为前驱体,经过常压、高压相结合的液相浸渍一炭化的致密工艺,制备出高密度轴棒法C／C复合材料。研究了轴棒法C／C复合材料的微观结构及其对轴向室温、高温（2800℃）拉伸破坏形式的影响。结果表明：轴棒法C／C复合材料轴向增强体采用炭棒,出现了一个特殊的界面,即炭棒与基体的“间隙”,主要原因是炭棒内部结合较强和纤维、基体的热膨胀系数不匹配而引起的;间隙的存在,使得轴棒法C／C复合材料的轴向室温、高温拉伸破坏形式出现较大差异,室温拉伸由于界面结合强度弱而引起的炭棒完整的拔出,未起到纤维应有的增强作用;高温拉伸却由于受热膨胀,间隙愈合,界面结合变强,试样从有效部位断裂,纤维增强作用明显提高。