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碳碳复合材料剖析 会计学 1 01 C/C复合材料定 义 04 C/C复合材料产业未来发 展 02 C/C复合材料制备原理 03 C/C复合材料产业现状 第1页/共17页 碳碳复合材料 ， 是以碳（或石墨） 纤维及其织物为增强材料 ， 以碳（或石墨） 为基体 ， 通过加工处理和碳化处理制成的全碳质复 合材料。 它源于1958年 ， 美国Chance-Vought公司由于实验室事故 ， 在 炭纤维树脂基复合材料固化时超过温度 ， 树脂炭化形成炭/炭复合材 料。 碳/碳复合材料是炭纤维增强炭基本复合材料 ， 具有质量轻 、耐烧蚀 性好 、抗热冲击好 、损伤容限高 、高温强度高 、可设计性强等突出 特点 ， 现应用于航空 、航天 、 电路级和太阳能级晶硅生产 、高温炉 等应用领域。 第2页/共17页 C/C复合材料定义 01 C/C复合材料制备原理 02 第4页/共17页 01 C/C复合材料定 义 04 C/C复合材料产业未来发 展 02 C/C复合材料制备原理 03 C/C复合材料产业现状 第5页/共17页 C/C复合材料产业现状 03 第6页/共17页 先进碳/碳复合材料是我国大型飞机和高性能军机的关键刹车材料 ， 碳/ 碳（C/C） 复合材料刹车盘（简称碳盘） 是飞机刹车装置普遍使用的关键器 材 ， 它不仅是一种摩擦元件 ， 而且是一种热库和结构元件 。碳盘替换传统的 钢刹车盘可以获得明显减重以及大幅度进步刹车盘性能和使用寿命的效果 ， 因此 ， 自从20世纪70年代装机首飞成功以来 ， 目前国际上已有100余种大中 型民航客机和先进军机采用了碳刹车技术 ， 是否采用碳刹车装置已成为衡量 现代航空机轮水平的重要标志之一。 03 C/C复合材料产业现状 第7页/共17页 ① 先进碳/碳 复 合 飞机 刹 车材料 关键 技 术研 究 C/C复合飞机材料致密化技术主要包括液相浸渍法和化学气相渗积法 。 前者不仅工艺繁杂 ， 而且由于在碳化和石墨化过程中树脂和沥青会 收缩导致纤维被损伤 ， 从而减弱了纤维/基体的界面性能 ， 使得所制备的 复合材料力学和摩擦学性能下降。 化学气相渗积法由于渗积时碳氢气体在预制体表面浓度大于其在内 部的浓度 ， 造成预制体表面优先沉积 ， 并形成一层涂层硬壳 ， 使得预制体 难以进一步致密 ， 导致其渗积周期很长 ， 在国外预制体在炉内的等温渗积 时间一般超过1000h ， 考虑到还要进行中间检查 、设备维护等 ， 一个制备 周期要3～4个月。 第10页/共17页 C/C复合材料产业现状 03 C/C复合飞机刹车材料快速致密化技术 早在1994年 ， 美国Textron公司报道 ， 他们研发的高效工艺能在8h内 制备出碳盘样品 ，但主要题目是该方法一炉只能制备一个样品 ， 至今仍 未能实现工程化 。Vaidyar aman S等人研究的强制活动热梯度法能使沉 积速率进步12～30倍 ，但仅适用于制备外形简单的小样品（直径小于 100mm ， 厚度小于10mm） ， 同样一炉只能制备一个样品 ， 仍然无法 批量生产。 近年来国内也对C/C复合飞机刹车材料的基础理论和制备工艺进行 了大量研究 ， 分别采用复合工艺和化学气相渗积工艺研发制备出了碳盘 , 并在一些机种上获得应用 ，但仍存在着制备周期长 、性能调控性差以 及静摩擦性能和湿态刹车性能需要进一步改进等题目 ， 这些题目尚需进 行更深进的研究。 第11页/共17页 C/C复合飞机刹车材料快速致密化技术 为了解决制备周期长这一关键题目 ， 国外进行了大量的研发工作。 03 C/C复合材料产业现状 C/C复合飞机材料在400℃以上便开始氧化 ， 而且氧化起始温度和氧 化速度还受材料的石墨化度 、环境气氛 、温度等多种因素影响 ， 所以碳 盘的氧化防护技术也是C/C复合材料的一项关键技术[4] 。对于碳盘目前 主要有2种涂层体系： 磷酸