碳碳复合材料是一种 以碳纤维及其织物为增强体,碳为基体的复合材料 。它通过一系列复杂的工艺将碳纤维和碳基体紧密结合,形成具有优异性能的材料。
碳碳复合材料的组成和结构
增强体 :碳纤维及其织物,起到关键的支撑和加固作用。
基体 :碳,将增强体牢固地包裹起来,提供结构支持。
碳碳复合材料的性能优势
低密度 :密度低于2.0g/cm³。
高强度 :具有高强度和模量。
高导热性 :导热性能优异。
低膨胀系数 :热膨胀系数低,尺寸稳定性好。
摩擦性能好 :在高温下仍能保持良好的摩擦性能。
抗热冲击性能好 :能够在高温条件下承受热冲击。
耐高温性 :可在高达1650℃的温度下应用,甚至理论温度可达2600℃。
碳碳复合材料的应用领域
碳碳复合材料因其优异的性能,广泛应用于以下领域:
航空航天 :用于制造发动机喷嘴、热防护系统等高温部件。
汽车 :用于刹车系统、排气系统等高性能部件。
医学 :用于制造生物陶瓷、人工关节等医疗器械。
工业领域 :用于制造高温模具、耐磨部件等。
碳碳复合材料的制造工艺
碳碳复合材料的制造工艺主要包括:
原材料准备 :包括碳纤维、碳毡、树脂等原材料的检验、称量、筛选和质量控制。
预制体制备 :通过编织、缠绕等方式形成碳纤维预制体。
气相沉积碳 :在预制体表面进行气相沉积,形成碳基体。
高温热处理 :通过高温处理进一步提高材料的力学性能和密度。
碳碳复合材料凭借其独特的物理和化学性质,在现代工业领域中发挥着越来越重要的作用,尤其是在高温、高强度和耐磨性要求较高的应用中,成为不可或缺的材料。