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知識問答

碳碳復(fù)合材料的來源及獨(dú)特好處有哪些?
發(fā)布時間: 2023年04月12日




  碳碳復(fù)合材料是由碳纖維加強(qiáng)碳基體系體例備的碳基復(fù)合材料。其最早產(chǎn)生可以追溯到1881年愛迪生為了進(jìn)步燈絲壽命將碳絲在氫氣中加熱形成裂解碳,共同組成碳碳復(fù)合材料雛形。當(dāng)代意義上的碳碳復(fù)合材料是由美國的Chance Vought航空公司在測定碳纖維加強(qiáng)酚醛基復(fù)合材料中碳纖維含量,因?yàn)閷?shí)驗(yàn)失誤,聚合物沒有被氧化而是被碳化了,不測得到碳基體。該公司對其進(jìn)行分析和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所得的纖維加強(qiáng)碳基體復(fù)合材料具有一系列優(yōu)秀的性能是一種新型結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。從此復(fù)合材料家族又增加了新成員。根據(jù)碳碳復(fù)合材料的用途不同的碳纖維和碳基體用于制備碳碳復(fù)合材料。制備碳碳復(fù)合材料的碳纖維有:粘膠基碳纖維、瀝青基碳纖維、聚丙烯晴基(PAN)碳纖維等。碳基體不同包括:樹脂碳、瀝青碳和熱解碳等。

碳纖維布

  碳碳復(fù)合材料具有一些獨(dú)特的好處 :

  ( 1 )密度較低,其密度一樣平常小于2g/m³。

  (2)熔點(diǎn)較高,其可承受2000℃的高溫而不融化,也是現(xiàn)今惰性環(huán)境下高溫力學(xué)性能最好的材料。

  (3)力學(xué)性能好,在惰性條件下,碳碳復(fù)合材料的強(qiáng)度隨溫度的升高而賡續(xù)增長。至1200℃時強(qiáng)度最大值,然后漸漸降低,至2000℃時,強(qiáng)度與室溫強(qiáng)度接近,2000℃以后,強(qiáng)度漸漸降低,塑性增長。

  (4)摩擦系數(shù)小,其存在石墨微晶,耐摩擦性能優(yōu)秀。

  (5)熱膨脹系數(shù)低,這是由于碳碳吻合材料耐高溫的特征。

  (6)比強(qiáng)度、模量高。因?yàn)槠涞兔芏取⒏邚?qiáng)度、高模量。因此其比強(qiáng)度、比模量高,吻合當(dāng)代結(jié)構(gòu)或裝備材料輕型化要求。

  (7)優(yōu)秀的抗燒蝕性能。碳碳復(fù)合材料是一種升華一輻射型燒蝕材料,被燒蝕時吸取的熱量高,向四周輻射的熱流大,燒蝕均勻。由于這些好處使得碳碳材料在軍事領(lǐng)域航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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