碳碳復(fù)合材料的制備工藝有哪些?

       碳碳復(fù)合材料是指以碳纖維作為增強(qiáng)體，以碳作為基體的一類復(fù)合材料。碳基體可所以經(jīng)過化學(xué)氣相堆積制備的熱解碳，也可所以高分子資料熱解構(gòu)成的固體碳。碳碳復(fù)合材料作為碳纖維復(fù)合材料家族的一個重要成員，具有密度低、高比強(qiáng)度比模量、高熱傳導(dǎo)性、低熱膨脹系數(shù)、斷裂韌性好、耐磨、耐燒蝕等特色，尤其是其強(qiáng)度跟著溫度的升高，不只不會下降反而還可能升高，它是所有已知材猜中耐高溫性最好的材料。因而它廣泛地使用于航天、航空、核能、化工、醫(yī)用等各方面。
       碳碳復(fù)合材料的制備工藝主要有兩種辦法：化學(xué)氣相法(CVD或CVl)和液相浸漬一碳化法。前者是以有機(jī)低分子氣體為前驅(qū)體，后者是以熱塑性樹脂(石油瀝青、煤瀝青、中心相瀝青)或熱固性樹脂(呋喃、糠醛、酚醛樹脂)為基體前驅(qū)體，這些原料在高溫下發(fā)生一系列復(fù)雜化學(xué)變化而轉(zhuǎn)化為基體碳。為了得到更好的細(xì)密化效果，通常將化學(xué)氣相法和液相浸漬一碳化法進(jìn)行復(fù)合細(xì)密化，得到具有抱負(fù)密度的碳碳復(fù)合材料。

       1、化學(xué)氣相法:是直接在坯體孔內(nèi)堆積碳，以到達(dá)填孔和增密的目的。沉碳易石墨化，且與纖維之間的物理兼容性好，并且不會像浸漬法那樣在再碳化時發(fā)生縮短，而這種辦法的物理機(jī)械陛能比較好。但在cVD進(jìn)程中，如果碳在坯體外表堆積就會阻撓氣體向內(nèi)部孔的分散。對于外表堆積的碳使用機(jī)械的辦法除掉，再進(jìn)行新一輪堆積。對于厚制品，CVD法也存在著必定的困難，并且這種辦法的周期也很長。
       2、液相浸漬法一碳化法:相對而言設(shè)備比較簡單，并且這種辦法適用性也比較廣泛，所以液相浸漬法是制備碳碳復(fù)合材料的一個重要辦法。它是將碳纖維制成的預(yù)成型體浸入液態(tài)的浸漬劑中，經(jīng)過加壓使浸漬劑充分進(jìn)入到預(yù)成型體的空隙中，再經(jīng)過固化、碳化、石墨化等一系列進(jìn)程的循環(huán)，終究得到碳碳復(fù)合材料。它的缺點(diǎn)是要經(jīng)過反復(fù)多次浸漬、碳化的循環(huán)才干到達(dá)密度要求。液相浸漬法中浸漬劑的組成和結(jié)構(gòu)十分重要，它不只影響細(xì)密化功率，并且也影響制品的機(jī)械功能和物理功能。碳碳復(fù)合資料在高溫氧化性氣氛下極易氧化，并且氧化速率跟著溫度的升高迅速增大，若無抗氧化措施，在高溫氧化環(huán)境中長時間使用碳碳復(fù)合材料必將引起災(zāi)難性結(jié)果。因而，碳碳復(fù)合材料的抗氧化處理已成為其制備工藝中不可短少的組成部分。從抗氧化技能的途徑上看，可分為內(nèi)部抗氧化技能和抗氧化涂層技能。