不同炭基体对炭/炭复合材料力学性能的影响

结合化学气相沉积（CVD）和前驱体浸渍裂解工艺,分别以丙烯、糠酮树脂和煤沥青为前驱体制备了密度在1.85g/cm3以上的三维炭/炭（C/C）复合材料,对比研究了沥青炭、热解炭+沥青炭以及热解炭+树脂炭结构（分别为A、B、C组）的等三种不同炭基体C/C复合材料的增密效率与力学性能,采用排水法表征C/C复合材料的孔隙率及密度,利用扫描电镜进行炭基体的微观结构表征,采用万用电子力学试验机进行拉伸强度、压缩强度、剪切强度等力学性能表征。结果表明,在热解炭质量含量相同的前提下,树脂浸渍裂解增密速率低于沥青浸渍裂解工艺,树脂炭基体孔隙率低于沥青炭基体。不同炭基体结构的C/C复合材料力学性能次序为：热解炭+树脂炭双元炭基体最高,纯沥青炭基体次之,热解炭+沥青炭双元炭基体最低,分析原因为热解炭与树脂炭双元炭基体的界面结合强度高,而沥青炭为混乱无序碳结构,热解炭和沥青炭双元炭基体界面结合强度弱,因此力学强度最低。     

CVD沉积密度对2-D炭/炭复合材料力学性能的影响

将CVD法增密至1.34g/cm^3和1.61g/cm^3的两组试样热处理后进行力学性能测试，作为对比，将另外两组起始密度相近的样品经过树脂补充增密至1.80g/cm^3以上，经热处理后也作了力学性能检测。检测结果发现，对纯CVD法增密的试样来说，密度高的样品的力学性能值也较高；树脂浸渍补充增密后，样品的和力学性能明显优于纯CVD的低密度试样，浸前CVD起始密度高的样品的力学性能值也相对较高。对材料的力学性能初步分析认为，C／C复合材料的力学性能和失效方式不仅受材料密度的影响，而且也受基体炭种类，性质，如可石墨化，热处理温度等因素影响。相同条件下，石墨化度高的样品力学性能值偏低。     

工艺参数对炭/炭复合材料针刺预制体力学性能的影响

研究了不同的工艺参数对炭／炭复合材料针刺预制体力学性能的影响，结果表明，针刺密度、针刺深度等工艺参数对预制体的X-Y向拉伸强度，Z向拉伸强度，剥离强度均有明显的影响。     

高温下炭/炭复合材料对钛合金组织及性能的影响

将炭／炭复合材料与钛合金紧密接触并进行高温热处理，采用SEM、EDX、光学显微镜和三点弯曲测试，研究其高温热处理后炭／炭复合材料对钛合金组织结构和力学性能的影响。结果表明：炭／炭复合材料与钛合金在高温下几乎不发生反应；炭／炭复合材料中的碳元素未进入钛合金结构中；随热处理温度的升高和时间的延长，钛合金的室温弯曲强度减小，断裂特性由最初的韧性断裂转变为脆性断裂，钛合金的晶相结构中的网篮组织减少，等轴组织增多。     

纤维体积含量对炭／炭复合材料性能的影响

通过对不同纤维体积含量的炭／炭复合材料进行力学性能、导热、导电性能试验,分析了纤维体积含量对炭／炭复合材料性能的影响。初始坯体的纤维体积含量对炭／炭复合材料力学性能影响较大,导热、导电性能则与材料内部结构关联较大而与纤维体积含量的关系不大。预制坯体的纤维体积含量选为25％至30％为最好。     

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。     

生物炭/塑料复合材料研究进展

近年来,生物炭的利用备受重视,尤其是在作为土壤改良剂、肥料缓释载体以及碳封存等方面取得了很大的进展。生物炭在广泛应用于农林领域的同时,在成型复合材料方面也得到了快速的发展。作为一种新型环保材料,生物炭/塑料复合材料的发展潜力日渐凸显。本文综述了生物炭的主要种类,介绍了生物炭/塑料复合材料的主要成型方法、加工工艺;着重对生物炭/塑料复合材料的力学性能和吸附性能进行了分析,并归纳了其应用方向,展望了其发展前景。     

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。     

热解炭微观结构对炭/炭复合材料力学性能的影响

以PAN基针刺纤维毡为基体,采用等温化学气相渗透技术,在温度1000℃、压力5.0~20.0 kPa条件下制备了2种具有不同微观结构热解炭的炭/炭复合材料,研究了其力学性能与热解炭微观结构的关系. 结果表明,压力8.0 kPa下得到的具有单一低织构热解炭的炭/炭复合材料的断裂强度较高,为86±3 MPa,热解炭与炭纤维间界面结合紧密,加载过程中二者同时断裂,呈现明显的脆性断裂行为;压力10.0~20.0 kPa下得到的具有中织构-高织构-中织构热解炭的炭/炭复合材料的断裂强度稍低,为82±4 MPa,加载过程中材料内部不同织构热解炭间多层次界面通过改变裂纹扩展路径而延缓其扩展速度,断口形貌呈现锯齿状,表现出假塑性断裂特征.     

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.     

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。     

炭／炭硬化保温材料的表面涂层及抗氧化性能研究

研究了炭／炭硬化保温材料的两种表面涂层方法。对封孔后的低密度材料进行SEM分析,对硅粉涂层与炭界面进行EDS和XRD分析,然后,（360±10）℃气中进行氧化烧蚀试验。结果表明：封孔石墨颗粒大小对低密度炭／炭保温材料的封孔效果有很大的关系,TC-200涂层效果致密效果好;硅粉涂层与炭本体界面在1600℃后形成碳化硅致密层,对低密度材料起到很好的防护作用。     

Ti3C2Tx/Ni/TiO2复合粉体的制备及吸波性能研究

采用热处理的方法制备出二维层状Ti3C2Tx/Ni/TiO2复合粉体,并利用TG-DSC、SEM、XRD和XPS对样品进行表征分析,通过矢量网络分析仪测试样品的电磁参数并模拟计算不同涂层厚度下样品的反射损耗值(RL).结果表明:随着热处理温度的升高,样品中TiO2质量含量增加;当热处理温度为300℃时,在频率f=17....     

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。     

CVI工艺参数对C／C复合材料均匀致密化的影响

CVI工艺参数对炭／炭（carbon／carbon,C／C）复合材料的致密化速率、密度分布和性能有重要的影响,通过控制工艺参数可以在保证致密化速率的同时获得密度均匀分布的C／C复合材料,本文讨论了AS／VR比值、碳源气体、碳源气体分压、沉积温度和气体滞留时间对C／C复合材料均匀致密化的影响及这几个工艺参数的协同作用。     

炭/炭复合材料致密化工艺研究进展

炭／炭（C／C）复合材料作为高温高强的新材料，在航空航天等高科技领域具有重要地位。本文对C／C复合材料的主要制备工序作了简单评述，重点分析比较了各种致密化工艺方法的优缺点，最后对C／C复合材料在各民用领域的应用趋向作了乐观展望。     

Effect of rotary ultrasonic machining on surface structure and ablation resistance of C/C composite

C/C composite is widely used in aerospace due to excellent high temperature mechanical properties. Improving its ablation resistance has become the focus of attention. Due to anisotropy of composite materials, the difference of thermal conductivity and thermal expansion coefficient between fiber and matrix, surface morphologies affect ablation performance greatly. In particular, fiber exposed length (FEL) and crack had a significant impact on its ablation resistance. Therefore, this paper constructed a FEL theoretical model based on machining damage, and verified that the error of the modified model was within 12 % through experiments. Meanwhile, improvement effect of rotary ultrasonic machining (RUM) was clarified. It is found that RUM reduced FEL by 15%～38% in all fiber angles and decreased the crack pores on machined surface. Then, oxyacetylene ablation experiments on C/C composite surface under conventional machining (CM) and RUM were carried out. The results showed that RUM surface had better ablation resistance, and interface ablation and porosity decreased significantly.     

Reactive melt infiltration fabrication of C/C-SiC composite: Wetting and infiltration

Reactive melt infiltration is a fast and economical fabrication process for high performance C/C-SiC composite. In order to help understanding reactive melt infiltration production of C/C-SiC composite by liquid silicon, wetting and infiltration of the porous C/C composite preform by liquid silicon were investigated using a sessile drop technique. The contact angle decreased with the increase of time while the drop base diameter increased. According to the variation of drop base diameter and contact angle as a function of time, four different stages corresponding to the interfacial reaction and infiltration of liquid silicon were identified during wetting of the porous C/C composite preform by the liquid silicon. The infiltration height based on wetting curve linearly increased with time, much smaller than that calculated according to Washburn equation, which strongly indicated the reaction control of silicon infiltration.     

A novel approach for preparing a SiC coating on a C/C-SiC composite by slurry painting and chemical vapor reaction

In order to improve the oxidation resistance of C/C-SiC composites, a SiC coating was prepared on a C/C-SiC composite by slurry painting combined with a chemical vapor reaction process. The oxidation resistance and microstructural evolution of the coated samples were investigated. The results show that the as-prepared SiC coating contained a large amount of residual silicon, and the presence of these Si promoted the formation of a complete SiO₂ glass layer in the initial stage of oxidation. However, the evaporation of the residual Si also accelerated the failure of the SiC coating, which caused the weight loss of the sample to be about 2.2% after oxidation in static air at 1500 °C for 300 h. Attributed to a large number of SiC ceramics in the C/C-SiC composite, the oxidation weight loss rate of the coating sample after coating failure was reduced.