炭/炭复合材料的制备及其工艺模拟研究

123456aa · 发表于 2022-5-8 10:11:58

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C/C复合材料由于具有优异的物理性能、力学性能和摩擦磨损性能，已经广泛的应用于航空、航天、核能、交通等领域。等温化学气相渗积工艺是制备高性能C/C复合材料的首选工艺。温度、气压一方面会在一定程度上通过影响甲烷裂解体系中气相热解产物的分布影响热解炭的结构，另一方面会对渗积速率产生直接或间接地影响进而对整个制备周期产生影响。除此之外，预制体的纤维体积分数在一定程度上也会对C/C复合材料的结构及性能产生影响。为确定最佳的工艺参数和预制体纤维体积分数，对下面几方面进行研究：1、利用模拟软件分别研究了甲烷在不同温度、不同压力情况下的裂解情况；通过研究其热解热力学及动力学找出了其对裂解产物分布的影响规律；确定了C2和C6组分是热解炭的主要裂解源。2、通过调整C2与C6组分的比例优化了C/C复合材料制备渗积工艺，并利用优化的渗积工艺，以纤维体积分数不同的整体针刺毡为预制体制备性能合乎要求的炭/炭复合材料。3、系统研究了不同纤维含量的预制体对C/C复合材料致密化过程、最终密度、微观结构和力学性能的影响；确定了制备高性能C/C复合材料所需要的预制体纤维体积分数。4、通过研究C/C复合材料的致密化过程，分析了热解炭的渗积动力学；得出了预制体纤维体积分数对渗积速率的影响机制；将渗积过程划分为两个不同的阶段。

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