2025-06-20
Materiali compositi di carbonio/carbonioFare riferimento a materiali compositi composti da rinforzo in fibra di carbonio e matrice a base di carbonio. Hanno le caratteristiche di bassa densità, alta resistenza, modulo specifico elevato, coefficiente di espansione termica bassa, ecc. La loro resistenza a temperatura super alta li rende il materiale ad alta temperatura più promettente.
I materiali compositi di carbonio/carbonio si trovano nel mezzo della catena industriale. Le fibre di carbonio sono intrecciate o ricoperte per ottenere preforme, che sono carbonizzate da più processi di deposizione di vapore chimico. Dopo carbonizzazione e grafitizzazione ad alta temperatura, si formano materiali compositi di carbonio/carbonio e quindi lavorati per ottenere prodotti corrispondenti.
Le prestazioni dei materiali compositi di carbonio/carbonio sono notevolmente influenzate dal processo di preparazione. Diverse condizioni di processo possono portare a cambiamenti nella struttura del materiale, nella densità, nelle proprietà meccaniche, ecc. Di seguito sono riportati
I principali processi di preparazione dei materiali compositi di carbonio/carbonio:
1. Processo di deposizione di vapore chimico (CVD)
Il processo di deposizione del vapore chimico è quello di decomporre i gas contenenti carbonio (come metano, propilene, ecc.) A temperature elevate per depositare il carbonio pirolitico sulla superficie della preforma in fibra di carbonio, formando così un materiale composito di carbonio/carbonio. Può essere eseguito a una temperatura più bassa e il tasso di deposizione è relativamente veloce e può essere preparato un materiale composito di carbonio/carbonio con struttura uniforme e prestazioni eccellenti.
Flusso di processo
① Pretrattamento: pulire e attivare la superficie della preforma della fibra di carbonio per migliorare l'effetto di deposizione.
② Deposizione: posizionare la preforma in un reattore, introdurre il gas della sorgente di carbonio e depositare ad alta temperatura (di solito 900-1200 ° C) e condizioni di pressione appropriate.
③ Controllo: controllo la velocità di deposizione e la struttura del carbonio pirolitico regolando i parametri come temperatura di reazione, flusso di gas e pressione.
2. Processo di carbonizzazione di impregnazione di fase liquida
La preforma in fibra di carbonio è impregnata in un precursore di carbonio liquido (come asfalto, resina, ecc.), Quindi carbonizzata e grafitizzata per formare un materiale composito di carbonio/carbonio. Il processo è semplice e il costo è basso. È adatto per la preparazione di materiali compositi di carbonio/carbonio a forma di grandi dimensioni e di forma complessa.
Flusso di processo
① Impregnazione: immergere la preforma in un precursore liquido e promuovere l'impregnazione per vuoto, pressione, ecc.
② carbonizzazione: calore ad alta temperatura (di solito 800-1500 ° C) in un'atmosfera inerte per convertire il precursore in carbonio.
③ Impregnazione e carbonizzazione ripetute: al fine di migliorare la densità e le prestazioni del materiale, potrebbe essere necessario ripetere molte volte il processo di impregnazione e carbonizzazione.
3. Processo di conversione precursore
Utilizzare precursori polimerici organici (come policarbosilano, polisilossano, ecc.) Per essere pirolizzati ad alte temperature per convertire in materiali compositi a base ceramica. È possibile preparare materiali compositi di carbonio/carbonio con alta purezza e uniformità.
Flusso di processo
① sintetizzare i precursori: sintetizzare i precursori con strutture e proprietà specifiche attraverso reazioni chimiche.
② Impregnazione o rivestimento: impregnare o ricoprire il precursore sulla preforma in fibra di carbonio.
③ Conversione della pirolisi: la pirolisi viene eseguita in un'atmosfera inerte ad alta temperatura (di solito 1000-1800 ° C) per convertire il precursore in un materiale composito di carbonio/carbonio.
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