碳碳復合材料的制備工藝有哪些?

       碳碳復合材料是指以碳纖維作為增強體，以碳作為基體的一類復合材料。碳基體可所以經(jīng)過化學氣相堆積制備的熱解碳，也可所以高分子資料熱解構成的固體碳。碳碳復合材料作為碳纖維復合材料家族的一個重要成員，具有密度低、高比強度比模量、高熱傳導性、低熱膨脹系數(shù)、斷裂韌性好、耐磨、耐燒蝕等特色，尤其是其強度跟著溫度的升高，不只不會下降反而還可能升高，它是所有已知材猜中耐高溫性最好的材料。因而它廣泛地使用于航天、航空、核能、化工、醫(yī)用等各方面。
       碳碳復合材料的制備工藝主要有兩種辦法：化學氣相法(CVD或CVl)和液相浸漬一碳化法。前者是以有機低分子氣體為前驅體，后者是以熱塑性樹脂(石油瀝青、煤瀝青、中心相瀝青)或熱固性樹脂(呋喃、糠醛、酚醛樹脂)為基體前驅體，這些原料在高溫下發(fā)生一系列復雜化學變化而轉化為基體碳。為了得到更好的細密化效果，通常將化學氣相法和液相浸漬一碳化法進行復合細密化，得到具有抱負密度的碳碳復合材料。

       1、化學氣相法:是直接在坯體孔內堆積碳，以到達填孔和增密的目的。沉碳易石墨化，且與纖維之間的物理兼容性好，并且不會像浸漬法那樣在再碳化時發(fā)生縮短，而這種辦法的物理機械陛能比較好。但在cVD進程中，如果碳在坯體外表堆積就會阻撓氣體向內部孔的分散。對于外表堆積的碳使用機械的辦法除掉，再進行新一輪堆積。對于厚制品，CVD法也存在著必定的困難，并且這種辦法的周期也很長。
       2、液相浸漬法一碳化法:相對而言設備比較簡單，并且這種辦法適用性也比較廣泛，所以液相浸漬法是制備碳碳復合材料的一個重要辦法。它是將碳纖維制成的預成型體浸入液態(tài)的浸漬劑中，經(jīng)過加壓使浸漬劑充分進入到預成型體的空隙中，再經(jīng)過固化、碳化、石墨化等一系列進程的循環(huán)，終究得到碳碳復合材料。它的缺點是要經(jīng)過反復多次浸漬、碳化的循環(huán)才干到達密度要求。液相浸漬法中浸漬劑的組成和結構十分重要，它不只影響細密化功率，并且也影響制品的機械功能和物理功能。碳碳復合資料在高溫氧化性氣氛下極易氧化，并且氧化速率跟著溫度的升高迅速增大，若無抗氧化措施，在高溫氧化環(huán)境中長時間使用碳碳復合材料必將引起災難性結果。因而，碳碳復合材料的抗氧化處理已成為其制備工藝中不可短少的組成部分。從抗氧化技能的途徑上看，可分為內部抗氧化技能和抗氧化涂層技能。