影响C／C复合材料中热解炭结构的工艺因素

热解炭结构是影响C／C复合材料性能的重要因素,通过工艺条件的控制可以得到理想的热解炭结构,文章综述了影响C／C复合材料中热解炭结构的几类工艺因素,并对其作用机理进行阐述。     

Ni/SiO2催化制备炭/炭复合材料研究

利用常规化学气相渗透工艺，在针刺炭布预制体中添加3．5％，4．O％Ni／SiO2负载型金属催化剂，以丙烯作碳源气体，在750-900℃下，经过100h的沉积，炭／炭（C／C）复合材料的密度达到1．65g／cm^3，其催化沉积炭的速率比不舍催化剂时提高了3倍以上。该材料经高温处理后，氧化失重率低，氧化起始温度高。应用扫描电镜（SEM），X射线衍射分析（XRD）和光学显微镜观察了基体炭的形貌，分析了催化沉积炭和抗氧化机理。实验结果证明，用该催化化学气相渗透法制备C／C复合材料，周期短，成本低，抗氧化性能好。     

镍催化制备炭/炭复合材料

利用催化化学气相沉积法制备炭／炭复合材料，研究了反应温度、前驱体气体含量、催化剂含量和时间对所制备的炭／炭复合材料密度的影响，采用扫描电镜观察分析了基体碳的形貌。结果表明，利用催化剂镍可制取密度达1．594g／cm^3的炭／炭复合材料，并有晶须状基体碳生成。在各种工艺参数中，对炭／炭复合材料的密度影响最大的是温度和前驱体气体，其次为催化剂含量，最后是时间。     

炭/炭复合材料抗氧化研究进展

C／C复合材料的高温氧化性能限制了其在高温领域的广泛应用。本文简要介绍了C／C复合材料的氧。化机理及两种主要的抗氧化技术，即抗氧化涂层技术和内部抗氧化技术，并就涂层的结构和发展趋势作了简要介绍。介绍了添加抑制剂磷和硼对C／C复合材料的高温氧化抑制，重点分析了将硼引入C／C复合材料的方法及硼在其中的接触氧化抑制和优先分配。对C／C复合材料的最新进展情况作了简要介绍，并对C／C复合材料高温抗氧化的研究方向提出自己的看法。     

炭基体结构状态对C/C复合材料抗烧蚀性能的影响

碳基体在C／C复合材料的组成中占有很大的比重，因此炭基体不同的结构状态往往对C／C复合材料的各项性能有显著的影响。本文利用不同的原料和加工工艺制备出了三种具有不同炭基体的C／C复合材料，这三种碳基体分别是热解炭，沥青炭以及解热炭－树脂炭混合炭基体。对这三种材料多项性能的测试结果表明，炭基体的结构状态如石墨化度，炭片层结构的取向度的不同对C／C复合材料的各项性能均有显著的影响；基本趋势是C／C材料的石墨化度越高，材料的导电性能，导热性能以及抗烧蚀性能越好，压缩强度越低。三种炭基体中沥青炭基体沿纤维轴向的取向度最低，其抗烧蚀性能最差。     

生命周期评价法在炭/炭复合材料制备中的应用研究

生命周期评价法(LCA)是指用数学物理方法结合实验分析对某一过程、产品或事件的资源、能源消耗，以及废物排放、环境吸收和消化能力等环境负担性能进行评价，以定量确定该过程、产品或事件的环境合理性及环境负荷量大小的一种新型研究方法。输入／输出法是LCA中的一种重要方法，本研究利用该方法对炭／炭(C／C)复合材料两种制备工艺(等温和热梯度化学气相渗透)中的资源、能源消耗以及污染物排放进行了定量评估。结果表明，与热梯度工艺相比，等温化学气相渗透法消耗了更多的资源、能源，给环境造成了严重的负荷，等温化学气相渗透法需改进，热梯度化学气相渗透工艺有广阔的应用前景。     

热解炭的微观结构及其测试方法

主要介绍了利用正交偏光显微镜（PLM）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）和喇曼光谱（RS）等测试方法,对采用化学气相沉积（CVD）法制备的C/C复合材料的热解炭的表面微观形貌、沉积炭层间距d002、微晶尺寸Lc及其石墨化度等参数进行表征和测量,从而判断沉积的热解炭的织构类型（光滑层、粗糙层和各向同性炭）,并且分析了上述各种测试手段的优缺点。     

热梯度法化学气相渗温度控制

建立了热梯度法化学气相渗工艺（ＣＶＩ） 模型，计算了圆筒炭毡内的温度分布，给出热梯度法ＣＶＩ 工艺沉积温度的控制方法。利用这种方法，采用热梯度法ＣＶＩ 工艺，在１００ ｈ 之内成功地制备出内径１６０ ｍ ｍ 、高３９０ ｍ ｍ 、厚２０ｍ ｍ 的圆筒炭毡增强Ｃ／Ｃ 复合材料，密度达到１ ．６ ｇ／ｃｍ ３ 。     

化学气相沉积炭/炭复合材料研究进展

炭/炭复合材料被成功用于许多领域,主要用作抗烧蚀、热防护和刹车材料,如飞机的刹车盘、导弹的头锥等.化学气相沉积是制备炭/炭复合材料的关键技术,本文阐述了炭/炭复合材料化学气相沉积工艺原理,论述了化学气相沉积热解炭机理的研究现状,介绍了不同种类化学气相沉积工艺的特点,以及化学气相沉积工艺计算机数值模拟技术的研究进展.提出了炭/炭复合材料化学气相沉积技术的研究方向和发展趋势.     

化学气相沉积(CVD)炭/碳复合材料(C/C)研究现状

主要介绍了炭／炭复合材料（C／C）的化学气相沉积（CVD0制备方法及其影响因素，以及热解炭的组织与沉积机理。概括了VCD的基本方法，如等温法、压差法、热梯度法等。分析了温度、气流速率、气体浓度、预制体及孔隙的形状大小状况等对CVD过程的影响。列举了热解炭的组织，包括光滑层、粗糙层、各向同性体碳以及它们的变体，并对其生长特征及性能进行了较详细的描述。综述了热解炭的沉积机理，典型的有分子沉积、固态沉积、液滴沉积机理等。     

C/C多孔体的制备及其对C/C-SiC-Si复合材料的影响

C／C—SiC—Si材料是一种新型的复合材料。本文通过反应熔渗法将液态硅渗入C／C多孔体中得到致密的C／C—SiC—Si复合材料。重点研究了制备C／C多孔体的树脂浸渍裂解法，并测定了在不同浸渍次数下得到的不同的C／C多孔体的体积密度和气孔率，用扫描电镜观察了其形貌，讨论了不同的C／C多孔体对C／C—SiC—Si复合材料最终形貌的影响。     

C/C复合材料在火箭发动机和飞机上的应用

C／C复合材料具有高强度、高刚度、低密度、耐高温的性能，现代高性能运输机、战斗机和火箭发动机等飞行器都把采用C／C复合材料代替某些常规金属结构作为提升其飞行性能的重要途径。     

C5/C6烷烃异构化技术及进展

C5/C6烷烃异构化技术可以使轻石脑油的辛烷值提高约20个单位,其产品异构化油是一种高辛烷值且环境友好的汽油调和组份。国外的C5/C6异构化技术主要有UOP的Penex、Axens的Isomerization等。国内的技术有石科院的RISO和华东理工大学的技术等。通过对国内外的主要C5/C6异构化技术进行对比分析,为国内的异构化技术发展提出建议。     

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。     

Ablation mechanism of C/C–SiC and C/C–SiC–ZrC composites in hypersonic oxygen-enriched environment

In this study, C/C–SiC and C/C–SiC–ZrC composites were prepared via chemical vapor infiltration and polymer infiltration pyrolysis, and the ablation mechanism under hypersonic oxygen-rich environmental conditions was investigated. The C/C–SiC composites demonstrate an excellent ablation resistance in a hypersonic oxygen-rich environment with a relatively low temperature and speed of approximately 1800 K and 1100 m/s, respectively. It is only in the ablation center area with higher temperatures that a certain degree of thermochemical ablation was observed. The mass and linear ablation rates of C/C–SiC composites (0.027 g/s and 0.117 mm/s, respectively) showed a significant increase in a hypersonic oxygen-rich environment with a temperature and velocity of approximately 2050 K and 2000 m/s, respectively. The high-temperature ablation resistance of ZrC-modified C/C–SiC–ZrC composites improved significantly. However, the ZrC ceramic component had a considerable impact on the ablation resistance of the material. The structural integrity of C/C–20SiC–30ZrC composites was relatively high in hypersonic oxygen-rich environments with a jet temperature and velocity of 2050 K and 2000 m/s, respectively, and mass and linear ablation rates were 0.012 g/s and 0.015 mm/s, respectively. When the ZrC content increased by 40%, the ablation resistance of the composite reduced significantly, whereas the mass and linear ablation rates increased to 0.043 g/s and 0.130 mm/s, respectively.     

炭/炭复合材料制造硅晶体生长坩埚初探

多晶硅用直拉法(CZ)或磁场直拉法(MCZ)拉制成单晶硅棒。晶体生长炉热场零件中的石墨发热体、坩埚等在机械应力和热应力的综合作用下发生变形或损坏造成失效,更换频繁。选用纯度高的炭纤维制成待制件的多孔坯体,经过增密、纯化处理制成炭／炭复合材料坩埚。试制的两体12″炭／炭复合材料坩埚进行了工业性试验。炭／炭复合材料机械强度高、耐热冲击性能和化学稳定性好,其使用寿命大大高于高纯石墨坩埚。两体的连接止口的氧化侵蚀限制了坩埚的使用寿命。单晶硅设备的大型化、炭／炭复合材料势必成为晶体生长炉热场零件的必选材料。     

Electrical properties of C/C and C/C-SiC ceramic fibre composites

The electrical properties of carbon/carbon (C/C) and carbon/carbon-silicon carbide (C/C-SiC) ceramic composites were measured. The results show that the capacitance decreases rapidly with an increase in frequency and it becomes constant above a frequency of 500 kHz, whereas the dissipation factor increases with increasing frequency. C/C-SiC composites give higher value than C/C composites due to the presence of microcracks.     

C/C复合刹车材料及防氧化技术研究进展

介绍了Ｃ／Ｃ复合刹车材料的发展进程,国际上主要的飞机刹车机轮公司Ｃ／Ｃ复合材料及防氧化涂料的生产技术和工艺特点,Ｃ／Ｃ复合刹车材料的特性以及国内Ｃ／Ｃ复合刹车材料制备和防氧化技术的部分情况。     

轴棒法C／C复合材料室温及高温拉伸性能研究

研究了轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的轴向拉伸性能,并用扫描电镜观察了高温拉伸试样的断口形貌。结果表明,轴棒法C／C复合材料在室温及高温下的断裂模式不同,且高温下的拉伸强度高于室温下的拉伸强度;以常压炭化结束的C／C复合材料开孔率变大,室温及高温下的拉伸强度小于以高压炭化结束的C／C复合材料。     

In-Situ synthesized TiC nano-flakes reinforced C/C composite-Nb brazed joint

Brazing C/C composite to Nb is often associated with the problem of high residual stress, resulting in low-strength joints. To overcome these problems, here we carried out a simple polymer carbonization process to acquire uniform carbon-covered Cu foam composite interlayer, which was subsequently used for soundly brazing C/C composite and Nb with the assembly of C/C composite/Ag-Cu-Ti foil/C-Cu foam/Ag-Cu-Ti foil/Nb. Microstructure and mechanical properties of the joints were well investigated. The carbonization reacted with Ti elements, forming uniformly distributed in-situ TiC nano-flakes in the joint seam by virtue of the porous Cu foam skeleton. Results present that the in-situ TiC nano-flakes not only greatly reduced the thermal expansion coefficient but also effectively impeded the Cu solid solutions agglomeration. The average shear strength of the joint brazed with 3% C-Cu (wt.%) foam interlayer reached ～52.8 MPa with the brazing temperature of 880 °C for 10 min.