碳碳復(fù)合材料是指以碳纖維及其織物增強(qiáng)的碳基體復(fù)合材料,具有低密度、高強(qiáng)度、高模量、高導(dǎo)熱性、低膨脹系數(shù)、沖突性能好,以及抗熱沖擊性能好、標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性高級利益,是現(xiàn)在在1650℃以上運(yùn)用的少量備選材料,最高理論溫度更高達(dá)2600℃,因此被認(rèn)為是最有打開出路的高溫材料之一。有打開出路的高溫材料還得是碳碳復(fù)合材料。
碳碳復(fù)合材料的制備工藝首要有化學(xué)氣相法和液相浸漬法。化學(xué)氣相法以有機(jī)低分子氣體為前驅(qū)體,液相浸漬法以瀝青等熱塑性樹脂或酚醛樹脂等熱固性樹脂為前驅(qū)體,這些材料在高溫下發(fā)生一系列雜亂化學(xué)變化而轉(zhuǎn)化為基體碳。
其間,化學(xué)氣相法是直接在坯體孔內(nèi)堆積碳,產(chǎn)品的物理機(jī)械性能比較好,但出產(chǎn)周期較長。液相浸漬法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)過固化、碳化、石墨化等一系列進(jìn)程的循環(huán),畢竟得到碳碳復(fù)合材料,出產(chǎn)工藝較簡單,但產(chǎn)品細(xì)密性不強(qiáng)影響其物理性能。為了得到更好的細(xì)密化效果,一般選用兩種方法相結(jié)合,制備具有志向密度的碳碳復(fù)合材料。
火箭發(fā)動機(jī)噴管
碳碳復(fù)合材料作為優(yōu)異的熱結(jié)構(gòu)和功用一體化工程材料,自誕生以來在軍工方面得到了長足的打開,其間最重要的用途是用于制造導(dǎo)彈的彈頭部件。由于其耐高溫、沖突性好,現(xiàn)在已廣泛用于固體火箭發(fā)動機(jī)噴管、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件、飛機(jī)剎車設(shè)備、熱元件和機(jī)械緊固件、熱交換器、航空發(fā)動機(jī)的熱端部件等。
飛機(jī)碳剎車預(yù)制件
現(xiàn)在,固體火箭發(fā)動機(jī)噴管和剎車盤是碳碳復(fù)合材料的兩大首要運(yùn)用領(lǐng)域。其間一半以上的碳/碳復(fù)合材料用于飛機(jī)剎車設(shè)備。碳碳復(fù)合材料制造的飛機(jī)剎車盤重量輕、耐溫高、比熱容比鋼高2.5倍;同金屬剎車材料比較,可節(jié)約40%的結(jié)構(gòu)重量,運(yùn)用壽數(shù)可行進(jìn)5~7倍,剎車力矩平穩(wěn),剎車時噪聲小。因此,碳剎車盤的面世被認(rèn)為是剎車材料打開史上的一次重大的技能行進(jìn)。