天然氣-氫氣等溫CVI法制備C-C復合材料的工藝研究.pdf

1、C/C復合材料作為一種性能優(yōu)異的結構材料，廣泛應用于航空航天和國防軍事領域。在眾多制備工藝中，等溫化學氣相滲透法(ICVI)是目前應用最廣泛的制備C/C復合材料的工藝，如何通過調控ICVI的工藝參數，制備高密度、密度分布均勻以及顯微結構可控的C/C復合材料一直都是相關研究人員關注的熱點。本文在前人實驗的基礎之上，采用天然氣和氫氣的混合氣體作為前驅氣體，制備不同厚度的C/C復合材料，研究了反應氣體壓力和溫度對C/C復合材料致密化程度和顯微

2、結構的影響，通過改變工藝參數獲取適合于制備不同厚度C/C復合材料的工藝參數。得到的主要結論如下:
　　(1)在沉積溫度為1120℃條件下，通過在8～20kPa范圍內改變氣氛壓力制備C/C復合材料，研究氣氛壓力對C/C復合材料增密速率和熱解炭顯微結構的影響，結果表明C/C復合材料密度隨反應氣體壓力的升高而增加，較高的氣氛壓力條件有利于獲得粗糙層熱解炭。
　　(2)采用等溫CVI工藝，在溫度為1120℃，氣氛壓力為20kPa的條

3、件下，能夠在70h內將厚度為10mm,密度為0.4g/cm3的炭纖維預制體增密到1.85g/cm3，且最終得到的C/C復合材料基體幾乎全部由粗糙層熱解炭組成。
　　(3)采用等溫CVI工藝，在溫度為1120℃，反應氣體壓力為20kPa的條件下，增密厚度為30mm，密度為0.3g/cm3的炭纖維預制體135h，得到的C/C復合材料平均密度約為1.71g/cm3，但在材料的厚度方向上出現了明顯的密度梯度，材料外側密度大于內部密度。