碳碳编织复合材料介绍复制课件.ppt
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- 关 键 词:
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1、碳碳编织复合材料介绍复制碳纤维n碳纤维微观结构是由几乎平行于纤维轴向排列的类石墨微晶构成,这样的结构使纤维表现各向异性特征。n平行于纤维纵向的弹性模量、强度和热/电传导性能较大,而横向相应的性能要比纵向小一个数量级。n纤维横向的热膨胀系数要比纤维纵向的热膨胀系数大很多。复合材料抗氧化处理n如果发生氧化,CC复合材料的性能迅速下降。当温度高于500,碳纤维和氧气接触,碳纤维氧化的速度非常迅速。n当有2%-5%重量的碳纤维发生氧化,碳纤维的力学性能会降低40%-50%。n抗氧化处理q通过净化去除催化氧化剂,钝化反应基q加入一些元素或化合物阻止氧气与纤维接触q开发外部涂层技术。碳基体n一般有三种碳基
2、体先驱体q热塑型沥青q热固型树脂qCVI方法n选择哪种方法的原则:很到程度上依赖于生成复合材料部件的几何形状。q厚度薄的部件主要采用CVI方法;q厚度厚的部件使用树脂或沥青渗透;q复杂形状的几何部件使用树脂渗透。q一般利用混合方法对碳纤维增强复合材料进行致密化处理。界面n界面的性能取决于q纤维的类型q纤维表面活性q基体的类型(树脂前驱,CVI的微观结构和沥青前驱)q基体活性q纤维体积含量q加工条件q致密化程度q纤维方向和层压板厚度。n好的界面使复合材料在纵向拉伸时破坏应变等于基体的破坏应变,很好的纤维与基体的结合降低了材料在纤维方向的性能并且使材料变脆。n如果纤维和基体发生脱粘,复合材料会表现
3、伪塑性(pseudo-plasticity)。C/C复合材料力学性能对比n通过致密化到四个周期材料的所有性能都有所改善,但是横向强度变低,没有造成层间剪切强度的降低。横向强度层间剪切强度常温石墨化温度碳纤维增强炭化Borden SC-1008酚醛材料 6MPa 4.8MPa或更小 20.7 MPa to 24.8 MPa 碳纤维增强PPQ resin char材料 4.7MPa 3.4MPa或更小 14.5 MPa 碳纤维增强FF-26 resin char材料 5.2MPa 3.1MPa或更小 19.9 MPa CVD碳化酚醛树脂焦碳纤维增强复合材料 14MPa到30MPa 16MPa到27
4、MPa 组分材料的力学性能碳纤维纤维束壳的影响碳基体n基体的有效性能直接与处理历程和浸渍方法相关。n基体的微裂纹与复合材料最后处理的温度有关。微裂纹影响复合材料内部基体的性能(剪切性能和热膨胀)。n通过热膨胀和45度拉伸试验确定与温度相关的基体材料性能。碳基体纤维预制件纱线机织结构编织结构缠绕和编织结构对比编织和机织复合材料性能Hiroshi Hatta,Keisuke Taniguchi,Yasuo Kogo.Compressive strength of three-dimensionally reinforced carbon/carbon composite.Carbon 43(200
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