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。     

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。     

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。     

炭/炭复合材料的抗氧化研究现状

介绍了目前提高C／C复合材料抗氧化能力的方法，简述了抗氧化涂层的制备方法，综述了抗氧化涂层的几种典型结构。提出了对于C／C复合材料高温氧化保护研究方向的一些看法，阐明了其发展趋势及前景。     

预制体结构对炭／炭复合材料力学性能影响

四种用于制备炭／炭（C／C）复合材料的预制体，即1K发布叠层坯体（1#坯体），3K发布叠层坯体（4#坯体），发市 炭纸叠层坯体（2#坯体），特殊炭毡 发布叠层坯体（3#坯本），并探索了预制体结构对C／C复合材料力学性能影响．研究表明：用1#坯体制备的C／C复合材料弯曲强度最高，2#坏体制备的材料弯曲强度最低，随著炭纤维（CF）体积含量的增加，用四种坯体制备的材料弯曲强度增大。确定了弯曲强度的优化配方．     

纳米镍／炭复合材料的制备研究

采用阳离子交换树脂作为炭载体的前驱体,经过镍离子交换,再经热解后制备了一种纳米镍／炭（n—Ni／C）复合材料。以XRD、SEM、TEM、EDS为主要分析手段研究了热解条件对纳米镍在n—Ni／C复合材料中的形貌、大小和分布情况的影响。结果表明：通过热解条件可以控制n—Ni／C复合材料中纳米镍的粒径;TEM和SEM—EDS观察表明热解所得n—Ni／C复合材料中的纳米镍颗粒大小均匀、分散性好。差热分析（DTA）研究结果表明加入n-Ni／C可增加高氯酸铵（AP）的表观放热量,降低AP的高温分解峰,最大可达95℃。     

日本的炭／炭复合材料研究概述

介绍了C／C复合材料在日本的研究与应用状态,主要包括C／C复合材料的基本性能特征、制造方法、界面作用、性能与高温性能、抗氧化技术、在宇宙航天和工业方面的应用等。其中日本发明的C／C复合材料短周期致密的预成型纤维束（Preformedyams）方法值得关注。在应用方面,日本研制的密度高达1．95g／cm3的Ф1100mm3D—C／C喉衬、HOPE号航天飞机端头帽、炭纤维复合材料推力室、及新一代航空飞行器涡轮冲压发动机内部结构部件等,都代表了日本在C／C复合材料方面的先进水平。     

碳／碳复合材料的性能和应用进展

碳／碳（C／C）复合材料是以碳为基体,碳纤维增强的复合材料,具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、传热和膨胀系数小等一系列优异性能,既可作为结构材料承载重荷,又可作为功能材料发挥作用。同时,碳／碳（C／C）复合材料是一种能在超高温条件下工作的高温结构材料,所以在航空航天领域具有广阔的应用前景。本文综述了碳／碳（C／C）复合材料的制备相应力学、热学性能,化学性能和其在各领域的应用进展。     

2-D叠层炭/炭复合材料失效机理的研究

根据二维（2－D）炭／炭（C／C）复合材料存在的几种基本的失效模式，即基体开裂，分层，纤维断裂与脱粘，分别对其在拉伸载荷，剪切载荷及单轴压缩载荷下的失效机制的国内外一些研究成果进行综合评述，并给出了目前主要采用的一些失效分析方法，对2－D叠层C／C复合材料力学性能的研究具有普遍意义。     

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。     

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。     

高温热处理对炭 /炭复合材料湿态摩擦性能的影响

研究了高温热处理工艺对快速定向扩散化学气相渗透炭／炭复合材料在湿态下的摩擦磨损性能的影响。实验选择了4种不同的高温热处理工艺，用于比较其对炭／炭复合材料微观结构及湿态下的摩擦磨损性能的影响。分析结果表明湿度对炭／炭复合材料的摩擦性能有显著的影响，在湿态下它的摩擦系数明显低于正常干态下的摩擦系数并且随着刹车压力和刹车惯量的增加下降得更快；高温热处理工艺对炭／炭复合材料微观结构有显著影响，通过改变炭／炭复合材料微观结构，适当的高温热处理工艺可以改善湿态下炭／炭复合材料摩擦磨损性能。结果表明，最适合的热处理温度为2000℃，在2000℃下热处理的炭／炭复合材料有足够的摩擦系数，并且湿度对其摩擦磨损性能影响较其他3种热处理工艺的炭／炭复合材料小。     

炭/炭复合材料MoSi2/SiC抗氧化涂层的研究

采用包埋法制备C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层，同时对抗氧化涂层的形成、组织结构以及抗氧化性能与渗料的关系和抗氧化机理进行了研究。结果表明：采用包埋法制备的C／C复合材料抗氧化MoSi2／SiC梯度涂层致密，但有少量裂纹，涂层有良好的抗氧化效果。当Si与SiC保持一定的比例时，渗料中MoSi2的含量为50％时，涂层具有最好的抗氧化效果；当MoSi2与SiC保持一定的比例时，渗料中Si的含量为20％时，涂层具有最好的抗氧化效果。     

二硼化锆系复合材料研究进展

ZrB2系复合材料具有高熔点、高硬度、高导热率等优良性能，是一种性能优异的高温结构材料，具有广泛的应用前景。本文概述了ZrB2基复合材料．如：ZrB2-Ni，ZrB2-SiC，ZrB2／B4C-Ni等的研究现状，并对其力学性能进行了评价；总结了近年来国内外在ZrB2基复合材料烧结工艺方面的研究进展。     

基于RPM的炭/炭复合材料人工骨预制体成型技术研究

炭／炭复合材料是一种新型的炭纤维增强的以炭为基体的高性能复合材料，其增强相和基体都由碳元素构成，不仅具有炭材料固有的生物相容性，而且还具有纤维增强复合材料的高强度与高韧性，对其应用于人体组织材料进行了广泛的研究。通过应用RPM技术及快速模具，解决了复杂形状炭／炭复合材料难成型的问题，并对其在生物领域的应用进行了展望。     

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。     

采用在SiC毡上CVD—SiC涂层提高C／C复合材料抗氧化性能

最近发展起来的SiC纤维复合涂层，也就是SiC/SiC层与化学气相沉积（CVD）SiC结合形成复合涂层，已能够在高温下提高C／C复合材料的抗氧化性。形成的SiC纤维复合涂层约300μm厚，生产时先将SiC毡覆盖在3D－C／C基体材料上，然后浸渍一种碳粉与硅粉均匀分散的料浆进行化学气要沉积。通过化学气相沉积（CVD）过程，在复合材料上形成致密的涂层。在CO2－H2O－N2组成的混合气体（CO2 9％、N273％、H2O18％），1700℃下进行5h氧化实验，结果发现有SiC毡增强复合涂层比没有SiC毡增强复合材料失重率低。SiC纤维毡复合涂层由双层结构组成，里层是多气孔的SiC/SiC纤维层，外层为致密的SiC涂层。由于SiC/SiC纤维层热膨胀系数介于C／C复合基体材料与CVD－SiC涂层之间，因此，SiC/SiC中间层在复合材料中起了重要作用，从而由于热膨胀系数不同产生的热应力致使涂层开裂降低到最低程度。涂层试样氧化后，采用缓冲冲床（MSP）测试其残余强度。MSP测试结果表明氧化后C／C复合材料强度值呈发散性，从纤维折断面看有z轴方向分布纤维存在。然而，这种方法仅适用于测试小尺寸试样。从这篇论文中，可看出涂层后的C／C复合材料有高的抗氧化性，其氧化后仍能保持高的残余强度。     

表层SiC梯度分布Cf/C-SiC复合材料的制备与组织性能研究

为提高Cf/C复合材料的高温抗氧化性能，采用RCLD工艺技术，利用二次沉积法，沉积温度为700～1200℃，系统压力为0．1MPa，制备了表层SiC含量呈梯度分布的Cf／C复合材料。试样表层约1mm内，SiC含量由2．54wt％逐渐减少的梯度层。结果表明：新材料的耐磨性能较C1／C复合材料高20倍；同等氧化失重条件下，氧化相对质量损失是Gf／C复合材料的1／3。RCLD工艺具有操作简单，易于控制，生产成本低的突出特点。     

稀土—钢纤维刹车片中的炭材料

稀土—钢纤维汽车刹车片是一种新研制的新型汽车刹车片。这种刹车片经常在高温下工作 ,瞬间温度往往高达 5 0 0℃～ 60 0℃ ,不仅要求具有高温稳定性 ,而且还要具有高温抗氧化性及高温耐磨性 ,炭素材料作为功能材料的一种 ,由于其独特的性能 ,是现代工业中不可缺少的材料之一。作为耐磨材料 ,它具有高的热化学稳定性 ,独特的自润滑性能和良好的耐磨性。稀土—钢纤维刹车片中加入炭材料 ,是提高耐磨性、润滑性及抗冲击强度的有效方法之一。在某些领域完全可以替代 Mo S2 作为固体润滑。炭素材料应用于稀土—钢纤维汽车刹车片中有一最佳取值…     

有机物浸渍/涂敷-固化-碳化法制备膨胀石墨基低密度炭/炭复合材料

在膨胀石墨基炭／炭复合材料研究领域，国内外研究者采用的制备工艺大多为有机物浸渍-固化-碳化法。本文介绍了采用此制备工艺的两种膨胀石墨基低密度炭／炭复合材料的一些研究工作：一种材料为以膨胀石墨基炭／炭低密度复合材料活化后制取块状成型活性炭；另一种为利用膨胀石墨基炭／炭低密度复合材料作为绝热材料。