短切碳纖維製備工藝及性能 |
發布時間: 2023年04月12日 |
短切碳纖維預製體是由短切碳纖維搭橋,通過基體碳在搭接點將相鄰的纖維粘結起來,經碳化組成的平麵疊加結構。它是一種新型的碳碳複合材料,除具有碳碳材料的諸多好處外,還具有一些獨特的性能。例如,低密度(0.10~0.40 g/cm3 )、低熱導率(<0.21 W/(m.K))、低熱膨脹係數(<0.024)、抗熱衝擊性(0.2~0.6 MPa)和高孔隙率(>50%)。這些獨特的好處使其在高溫隔熱領域具有廣泛的應用,目前重要應用於國外航天器的熱防護材料和高溫爐用隔熱材料。
短切碳纖維製備工藝 短切碳纖維製備短切碳纖維預製體的工藝,重要目的是行使短切碳纖維纖細的形態,使其能夠相互搭接,架構成三維網絡結構,具有各向異性以及肯定的剛性的成型方法。短切碳纖維預製體最初的使用目的是作為美國航天器熱防護體係的保溫隔熱材料而進行研製的。對於短切碳纖維預製體來說其質料簡單,重要是短切碳纖維和粘結劑,其成型工藝是關鍵。目前其製備工藝有:溶液浸漬法、真空成型法、重力沉降成型法,加壓排液成型法等。考慮到經濟和方便,以及工藝和設備相對簡單,製備短切碳纖維預製體的重要方法是加壓排液法和真空成型工藝,其中真空成型法分外適合製備極高孔隙率的短切碳纖維預製體。 短切碳纖維性能 短切碳纖維預製體因為其具有低密度、低熱導率、低熱膨脹係數、高孔隙率等好處,使其在航天和高溫隔熱領域有著廣闊的應用前景。因為短切碳纖維預製體是低密度碳碳複合材料,其具有碳碳複合材料的一係列好處,也繼續了碳碳複合材料的瑕玷。碳碳複合材料是由碳基體和加強碳纖維組成的,其組分為不同形態的碳,而碳在高溫條件下很容易被氧化。碳碳複合材料在400℃以上就會敏捷被氧化,各種性能出現顯明降落,碳碳複合材料的易氧化性能限定了其在航空航天領域、軍事領域的進一步應用。 對於短切碳纖維預製體來說其質料簡單,重要是短切碳纖維和粘結劑,其中成型工藝是關鍵。目前短切碳纖維預製體的製備方法重要有真空成型和壓濾成型法。其中短切碳纖維預製體真空成型很早便被國外的學者進行了研究並實現工業化。國內目前進行的短切碳纖維預製體成型方法為壓濾成型法,該方法雖具有工業化前景,但目前尚未實現。對於真空成型製備短切碳纖維預製體,國內尚無太多研究。因此,有需要對真空成型短切碳纖維預製體進行體係研究,掌握相幹知識,為彌補我國航天材料在這一片的空白。 |
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