液相浸漬-碳化工藝技術的改進分析
高壓工藝應用更普遍,這時瀝青的碳化收率能達到90%以上。高壓工藝常用設備是熱等靜壓機(HIP),
?。?)溫度控制。這包括升溫、降溫及保溫點的確定與升、降溫速率的選擇。
(2)壓力控制。這與HIP設備及所用浸漬劑有關,且應與溫度曲線相匹配。
?。?)浸漬劑瀝青的種類、牌號,對溫度、壓力的選擇及終基體碳的細觀結構有較大影響。
作為液相浸漬-碳化工藝技術的改進,近出現了一種C/C復合材料快速致密化的新方法——RDT工藝.該工藝的主要過程是把碳纖維預制體浸入液態烴中,將整個系統加熱至沸點,液態烴滲入到預制體內,從里向外沉積熱解碳,可在很短時間內完成C/C復合材料的致密化。RDT工藝的原理是液態烴達到沸點后,不斷氣化,使預制體表面溫度下降而芯部保持很高溫度,從而實現預制體內液態烴從內向外的逐漸熱解沉積。
影響瀝青基C/C復合材料顯微組織的因素比較多,例如碳化壓力、纖維表面狀況、瀝青預處理方式及雜質等。即使在同一個制件上,不同區域也有區別。一般情況下,在界面處石墨層狀的方向平行于纖維軸向,離纖維越遠,其排列越趨混亂.如果纖維表面預先采用CVD法覆蓋一薄層(0.5Lm)熱解碳,則浸漬瀝青經過碳化后成為各向同性組織,這是由于碳纖維經CVD表面處理后降低了瀝青的浸潤能力。瀝青的預氧化處理雖然提高了碳化收率,但由于處理后,瀝青分子發生了交聯反應,這時瀝青再經過高溫熱解后形成的基體類似于玻璃態碳組織。在低倍顯微鏡下觀察瀝青基C/C復合材料的界面,碳纖維與瀝青碳基體的連結似乎是連續的,但在高倍透射電鏡下觀察發現,沿界面方向存在許多不連續的微裂紋,這是由于在冷卻過程中纖維和基體的熱脹不一致引起的,所以瀝青基C/C復合材料與CVD熱解碳基相比,界面結合比較弱,以致其力學性能比較低,拉伸強度一般都在250MPa以下。改善界面結合狀況,提高材料力學性能是瀝青基C/C復合材料的發展方向。
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?。?)溫度控制。這包括升溫、降溫及保溫點的確定與升、降溫速率的選擇。
(2)壓力控制。這與HIP設備及所用浸漬劑有關,且應與溫度曲線相匹配。
?。?)浸漬劑瀝青的種類、牌號,對溫度、壓力的選擇及終基體碳的細觀結構有較大影響。
作為液相浸漬-碳化工藝技術的改進,近出現了一種C/C復合材料快速致密化的新方法——RDT工藝.該工藝的主要過程是把碳纖維預制體浸入液態烴中,將整個系統加熱至沸點,液態烴滲入到預制體內,從里向外沉積熱解碳,可在很短時間內完成C/C復合材料的致密化。RDT工藝的原理是液態烴達到沸點后,不斷氣化,使預制體表面溫度下降而芯部保持很高溫度,從而實現預制體內液態烴從內向外的逐漸熱解沉積。
影響瀝青基C/C復合材料顯微組織的因素比較多,例如碳化壓力、纖維表面狀況、瀝青預處理方式及雜質等。即使在同一個制件上,不同區域也有區別。一般情況下,在界面處石墨層狀的方向平行于纖維軸向,離纖維越遠,其排列越趨混亂.如果纖維表面預先采用CVD法覆蓋一薄層(0.5Lm)熱解碳,則浸漬瀝青經過碳化后成為各向同性組織,這是由于碳纖維經CVD表面處理后降低了瀝青的浸潤能力。瀝青的預氧化處理雖然提高了碳化收率,但由于處理后,瀝青分子發生了交聯反應,這時瀝青再經過高溫熱解后形成的基體類似于玻璃態碳組織。在低倍顯微鏡下觀察瀝青基C/C復合材料的界面,碳纖維與瀝青碳基體的連結似乎是連續的,但在高倍透射電鏡下觀察發現,沿界面方向存在許多不連續的微裂紋,這是由于在冷卻過程中纖維和基體的熱脹不一致引起的,所以瀝青基C/C復合材料與CVD熱解碳基相比,界面結合比較弱,以致其力學性能比較低,拉伸強度一般都在250MPa以下。改善界面結合狀況,提高材料力學性能是瀝青基C/C復合材料的發展方向。
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