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以碳纖維織物或氈作為增強(qiáng)體

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        在過(guò)去的研究(research)中,制備C/C復(fù)合材料(Material)多數(shù)是以碳(C)纖維織物來(lái)作為增強(qiáng)體的。碳纖維制品就是指以碳纖維預(yù)浸布為原材料,通過(guò)不同的加工方法,加工成為能夠滿(mǎn)足使用要求的材料制品。碳纖維復(fù)合材料主要是由碳元素組成的一種特種纖維,其含碳量隨種類(lèi)不同而異,一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性,如耐高溫、耐摩擦、導(dǎo)電、導(dǎo)熱及耐腐蝕等,但與一般碳素材料不同的是,其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物,沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強(qiáng)度。碳纖維比重小,因此有很高的比強(qiáng)度。碳纖維制品由于碳纖維擁有極高的材質(zhì)特性,因此碳纖維制品的強(qiáng)度大,硬度高,遠(yuǎn)超過(guò)同體積同重量的金屬材質(zhì)。因此,碳纖維制品在航空、航海、軍工等高科技工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。也正是因?yàn)槿绱?,此前世界上碳纖維技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家(美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)),對(duì)于向中國(guó)輸出碳纖維產(chǎn)品和技術(shù),保持著極其謹(jǐn)慎的態(tài)度。即使在目前,我國(guó)碳纖維以及碳纖維制品的進(jìn)口,還受到發(fā)達(dá)國(guó)家的嚴(yán)格控制。利用這種增強(qiáng)體,可選用浸漬法,CVD及PIC法,或把幾種方法聯(lián)合使用,這種增強(qiáng)體制備預(yù)成型體的方法也多種多樣。一種方法是把碳纖維織布或氈直接剪裁成坯體,再采用CVD法來(lái)制備C/C復(fù)合材料(Material)。美國(guó)飛機(jī)制造公司(Company)制備C/C復(fù)合材料(Material)飛機(jī)剎車(chē)片就是采用這條工藝路線的。隨著編織(to braid)技術(shù)的提高,坯體不斷向多維織物方向發(fā)展,其中以三維織物為主。三維物的細(xì)編程度越高,C/C復(fù)合材料(Material)性能也就越好,特別是作為Z向增強(qiáng)纖維之間的間距大小對(duì)材料(Material)最終性能有較大影響(influence)。多維編織物、編織方向增多,改善了三維編織物的非軸向特性,使材料(Material)有均衡(Balance)的性能,同時(shí),提高了材料(Material)的剪切強(qiáng)度(strength)并降低(reduce)了材料(Material)的熱膨脹(inflate)系數(shù)。在各種坯體中,由于纖維排列方式方法不同,纖維包含比重也不同。  碳布或石墨(化學(xué)式C )纖維布疊層,用名向穿刺可制得坯體用整體預(yù)氧(Oxygen)化(oxidation)纖維氈也可作為坯體,所制C/C復(fù)合材料(Material)的強(qiáng)度和模量較低,但因短纖維可阻止裂紋的傳播,使其斷裂(fracture)應(yīng)變?cè)黾?,改善了抗熱振性能。編織物通過(guò)(tōng guò)浸漬或CVD等方法來(lái)制備C/C復(fù)合材料(Material)。另外,還可采用電沉積(sedimentation)法在碳布或氈上沉積高碳含量的樹(shù)脂(Resin)和炭粉的混合物,然后再熱壓制得C/C復(fù)合材料(Material)的預(yù)成型體。

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