真空壓力浸漬制備碳-碳復合材料預制體.pdf

1、碳/碳復合材料因為具備密度小，比強度高，高溫力學性能好，熱膨脹系數低等優(yōu)點，是一種非常重要的新型超高溫材料，被廣泛地應用在高溫領域中。但是由于其成本較高的原因，設計伊始主要應用在那些不計成本的軍工領域中，目前隨著制備技術的進一步成熟，其應用范圍已經逐漸地擴展到民用領域中。但碳/碳復合材料的制備成本依舊是限制其普遍應用的最基本因素。碳/碳復合材料的制備方法可以大致歸為兩類:即CVD和液相浸漬。本文主要致力于研究的是液相浸漬法，決定液相浸漬

2、法制備成本的最主要因素就是浸漬液的浸漬效率。
　　本文的主要目的是，通過采用合適的碳纖維氈體，以及粘度適中的液態(tài)熱固型酚醛樹脂，結合真空壓力浸漬保壓固化的兩種不同工藝，來綜合分析真空度、浸漬壓力、固化升溫速率以及固化環(huán)境等對一次固化和碳化的增密影響。并結合兩種工藝的優(yōu)點，總結出一套最有利于一次固化碳化增密的工藝及參數，提高浸漬效率，從而降低成本。得出的主要結論如下:
　　1)在樣品固化的過程中高壓氣體直接作用在樣品表面的增密

3、效果要比間接作用在樹脂液面上的增密效果要好。而且在浸漬結束后將浸罐中多余的樹脂排干可以提高樹脂的利用率。
　　2)盡管高壓浸漬與低壓浸漬的浸漬機理不同，但是總體呈現(xiàn)的規(guī)律為，在樣品的制備過程中樣品固化密度越高，相應的碳化密度也就會越來越高。并且對于樹脂分離保壓固化工藝而言，隨著樣品固化壓力的增大，樣品的密度還呈現(xiàn)明顯的上升趨勢。
　　3)在樣品的浸漬過程中不宜馬上施加高壓，應該采取逐漸升壓的方法，將壓力浸漬過程從低壓到高壓分

4、為幾個階段，分別給予足夠的保壓時間，然后再將樹脂完全排干，保壓固化。這樣會使更多的樹脂進入氈體，并且結合在固化過程中施加適當的高壓，將更有利于樣品的一次固化碳化增密。
　　4)隨著固化升溫速率的降低，樣品的固化和碳化密度均有明顯的提升，其中樹脂分離保壓固化法制備的樣品固化密度達到了最高的1.26g/cm3，相應的碳化密度為0.91 g/cm3。因此，綜合考慮生產周期以及成本等因素，適當的降低固化反應的升溫速率也是提高一次固化碳化增