前苏联碳／碳复合材料的开发与应用研究

前苏联碳／碳复合材料的开发与应用研究胡连成（航天工业总公司７０３所１０００７６）１碳／碳复合材料碳／碳复合材料是以高性能碳纤维编织物或以碳纤维棒作增强骨架，以沉积碳或浸渍碳或以沉积碳、浸渍碳作基体的防热复合材料，称为多向碳／碳防热材料。它综合了碳布材...     

新型超低密度隔热碳／碳复合材料的研究

本文介绍了一种新型碳／碳材料，即超低密度隔热碳／碳复合材料的制备方法、性能、影响因素及其用途。     

刹车盘用碳／碳复合材料的改进

本文介绍了ＲＤ法、强迫流一热梯度ＣＶＩ法和预成形纱法三种碳碳复合材料制造工艺的改进，其中重点介绍了预成形纱法。     

抗氧化碳—碳复合材料

碳-碳复合材料的氧化敏感性限制了它的应用。为满足未来航天、空天飞机热结构材料的需要,必须解决碳-碳复合材料的抗氧化问题。改善碳-碳复合材料抗氧化性能的途径包括结构、纤维和基体的改进,目前碳化硅涂层是最有效的方法。     

飞机碳刹车装置过热故障分析

目前被广泛应用于空客、波音等多种民、军用飞机，以碳／碳复合材料为刹车材料的碳刹车装置，是否采用碳刹车装置成为衡量现代飞机刹车装置水平的重要标志之一。     

碳毡／碳复合材料的组织与高温退化

用扫描电镜观察碳毡/碳复合材料的断裂样品及在高温真空环境下的烧蚀样品,探讨了其高温下的组织损伤与显微结构的内在联系。结果表明:碳毡/碳复合材料中毡丝随机排列并呈一定的取向,材料表现为准横观各向同性,其组织由浸渍碳基体、CVD 碳致密层和碳丝组成,各周期间产生相互界面,形成环状微裂纹。强度主要来源于 CVD 碳包覆碳纤维结构,浸渍碳组织疏松对强度的贡献少,同时纤维相互搭接形成闭锁网络结构,降低了增强效果。组织的烧蚀受各组分碳的缺陷、致密度影响,浸渍碳最易烧蚀挥发,其次是碳纤维丝,高致密的 CVD 碳最后被烧损。     

碳刹车盘在我国军用飞机上的应用前景

碳／碳复合材料是新型刹车材料,碳刹车般与传统的钢刹车盘相比具有重要轻、使用寿命长,维修方便、刹车平稳,高温条件下刹车盘不粘结等优点,因而产生出优良的经济效益与军事效益。碳／碳复合材料用军飞机刹车系统中是一项高新技术应用,得到了极快的发展,我国在70年代初已经开始有关碳刹车材料的研究。文章介绍了这项技术在主要航空大国的发展情况以及在我国军用飞机上的应用现状与前景。     

预制体结构和热解碳组织对二维碳/碳复合材料热物理性能影响

制备了针刺毡、短纤维树脂模压、碳布叠层 3种预制体 ,其碳纤维体积含量均为 4 0 %。采用化学气相沉积工艺制备了 4种C/C复合材料 :针刺毡 粗糙体热解碳 (具有两种定向热解碳组织 )、短纤维 树脂和热解碳、碳布 光滑体热解碳复合材料 ,对其进行 2 5 0 0℃保温 2h的高温热处理。在 0～ 90 0℃ ,研究了预制体结构和热解碳组织对二维C/C复合材料的热膨胀系数、比热容、热扩散率、导热系数等热物理性能影响。研究发现 :预制体和热解碳结构对C/C复合材料热物理性能有强烈影响。 0～ 90 0℃ ,4种材料的热膨胀系数都非常小 ,与温度近似的成线性关系 ,且几乎具有相同的斜率 ,在一定条件下 ,其值呈现负热膨胀性质 ;0～ 90 0℃ ,4种材料都有高的导热系数 ,但作为温度的函数 ,其值随预制体结构、热解碳组织和传热方向而变化 ,x y向的导热系数 (2 5 .6～1 74W / (m·℃ ) )比z向的 (3.5～ 5 0W / (m·℃ ) )高几倍     

碳/碳复合材料用基体先驱体研究进展

综述了碳／碳复合材料用基体先驱体如沥青、酚醛树脂、邻苯二甲腈树脂和炔类树脂的合成及改性研究。为开发新一代低成本、高性能碳／碳复合材料提供了方向。     

带芯子的碳—碳端头烧蚀外形计算

对电弧加热器试验条件下端头的烧蚀外形进行了数值仿真，考察了碳－碳端头烧蚀外形随来流条件的变化规律，重点研究了将碳－碳端头体轴附近材料换成由另一种烧蚀速度较快的材料制成的芯子后的匹配烧蚀问题，揭示芯子对烧蚀外形的影响规律。     

碳/碳复合材料与多功能材料的现况与进展

碳/碳复合材料与多功能材料是国外新材料技术中重点研究开发的一个领域,也是高技术领域中新材料研究的一个重要方面,它可能对武器和分系统的设计和性能产生重大的影响。本文简要介绍30年来碳/碳材料的发展、目前的水平和近年来取得的进展,并展望了今后的发展趋向。     

国内碳／碳复合材料高温抗氧化涂层研究新进展

重点阐述国内近几年来碳/碳复合材料抗氧化涂层的研究新进展,总结碳/碳复合材料高温抗氧化涂层制备新工艺和对已有工艺的改进方法,结合碳/碳复合材料的应用背景对抗氧化涂层的发展趋势进行展望.指出目前的研究结果尚达不到严酷环境下的应用要求,下一阶段碳/碳复合材料高温抗氧化涂层将重点解决室温至1700℃全温度段和高温燃气高速冲刷环境下对碳/碳复合材料的氧化保护问题,降低涂层制备成本的同时,开发可长时间应用于1800℃的高温涂层.     

碳布叠层碳-碳复合材料刹车片的微观结构和断裂破坏

本文用扫描电子显微镜对碳-碳复合材料刹车片的微观结构和断裂破坏进行了比较系统的研究。研究表明,碳布叠层碳-碳复合材料的薄弱环节在叠层问。“球团状沉积碳”的出现与断裂破坏有密切关系。兰州炭素厂研制的碳布叠层碳-碳复合材料刹车片的微观结构形态与美国本狄克斯公司半乱短纤维模压碳-碳复合材料刹车片有很大差别。     

新型改性剂对酚醛树脂成碳性能影响的研究

研究了DA改性剂的种类、用量对酚醛树脂残碳率的影响，并用扫描电镜观察和分析了改性酚醛树脂的成碳结构。结果表明：DA改性剂可明显提高热固性酚醛和热塑性酚醛树脂的残碳率，其中DA1改性剂效果最好，用量为0．1％(质量分数)时可将树脂残碳率提高7％-8％，而且DA1改性剂可明显改善树脂成碳结构。     

碳／碳复合材料的研究与发展

本文简述碳／碳复合研究与发展的概况，包括洲际导弹端头材料、抗氧化热结构材料、飞机刹车材料、先进碳／碳和抗氧化涂层。指出了进一步研究发展的方向。     

某型飞机针刺毡刹车盘替代碳布刹车盘的研制

某型飞机采用新研制的针刺毡C/C复合材料刹车盘,成功替代碳布碳盘,满足了飞机碳刹车盘1000次起落总寿命的要求。     

碳／碳复合材料研究的现状和进展（二）

本文综述了碳／碳复合材料的加工工艺，力学性能与军事应用，包括碳／碳复合材料织物结构设计与编织，致密化技术，力学性能研究，航空航天领域的应用等内容，并展望了其发展方向。     

飞机碳刹车盘用针刺毡的研究

从制作碳盘用原材料入手，系统地分析了三维针刺碳毡的结构、沉积原理．同现用碳布制盘进行了多方面的比较，认为三维针刺毡可以提高碳盘质量，改善碳盘性能，克服原有碳盘存在的诸项不足，并优于碳布叠层．     

单向碳/碳复合材料高温疲劳试验研究

为了研究单向碳/碳的高温疲劳特性,从疲劳损伤力学出发,提出了考虑温度、氧化速率的碳/碳复合材料剩余刚度、剩余强度模型,并开展了碳/碳复合材料[0]16单向板试验件在室温、有涂层700℃和无涂层700℃的拉/拉疲劳试验和剩余强度试验。试验结果表明:单向碳/碳复合材料的剩余刚度曲线呈倒"S"形,材料的刚度退化存在三个阶段;单向碳/碳复合材料在室温和有抗氧化涂层700℃的疲劳加载初期和末期存在刚度突降,中期的刚度无明显退化;单向碳/碳复合材料在室温的疲劳刚度退化小于10%,而有抗氧化涂层单向碳/碳复合材料700℃的刚度退化超过30%;无抗氧化涂层单向碳/碳复合材料在疲劳中期存在明显刚度退化,末期无刚度突降。模型的拟合结果表明:复合材料高温剩余刚度、剩余强度模型能够很好地预测单向碳/碳复合材料在室温和700℃的剩余刚度、剩余强度变化。     

精细分散含锆碳基复合材料及其烧蚀表面形貌

以一种含分散的纳米氧化锆的沥青作为黏结剂或浸渍剂,通过热压和浸渍工艺制备出含锆石墨和碳/碳复合材料。采用扫描电镜对样品中锆的分散状况进行了表征。结果表明:锆元素是以1μm左右的颗粒均匀分散在含锆石墨和碳/碳复合材料中。含锆石墨和碳/碳复合材料在氧-乙炔烧蚀试验中,由于锆的存在使不同种类碳之间的烧蚀趋于一致,材料表面烧蚀更加均匀。