碳纤维增强陶瓷基复合材料
陶瓷具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性和化学稳定性,广泛应用于工业和民用产品。它的弱点是对裂纹、气孔和夹杂物等细微缺陷很敏感。
而碳纤维增强陶瓷基复合材料(CMC-Cf)在克服陶瓷材料脆性的同时,发挥了其比强度高、耐高温性能优异等优点,同时碳纤维作为增强相,实现了复合材料的轻量化并具有优良的力学性能、抗磨损性能和热传导性能,成为高温结构材料的研究热点。目前,CMC-Cf的基体主要有碳、碳化硅、微晶玻璃以及多元多层复合材料等。然而CMC-Cf在温度高于400℃时,一旦与氧化介质接触,碳纤维将被氧化,性能迅速下降,影响材料的整体性能和使用寿命。碳纤维的特性、结构及分类碳纤维是纤维状的碳材料,由有机纤维原丝在1000℃以上的高温下碳化形成,且含碳量在90%以上的高性能纤维材料。1.1 树脂传递模压工艺 ( RTM), RTM( resin transfer moulding)工艺是 9 0年代热门的一种成型工艺 ,即先将增强材料做成预成型件放入封闭模具中 ,在真空和压力的条件下 ,树脂被注入模具而固化成型 .其特点是
:1)工艺过程简单 ,避免了预浸料这一中间环节 ;2)低压注胶 ,节约了附加设备的费用 ;3)封闭式模具操作 ,作业环境清洁 ;4)易于实现自动化和计算机控制 ;5)制件表面质量好 .因此 ,RTM技术有很好的发展前景 .
1.2 编织成型工艺
三维编织的过程是参加编织的所有纤维都沿同一方向排列 ,然后每根纤维束都沿自己的
方向偏移一个角度互相交织形成织物的过程 .采用三维编织的复合材料具有整体性和力学的合理性两大特点 ,其在剪切强度、抗冲击损伤特性等性能方面均优于传统的层合复合材料 ,因此采用编织结构的复合材料发展迅速,三维编织分圆机和方机两种 ,用这两种机器可以编织出许多复杂的编织物 .但这些复杂形状大多来源于两种基本形状——长方体和厚壁的圆管 .
碳纤维发展现状与未来走向
1.什么是碳纤维?
碳纤维是一种以聚*烯腈、沥青、粘胶等为原料,经预氧化、碳化或石墨化等工序而制得的含碳量大于90%的性能较高纤维。
2.优点
具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、导电和导热等优异性能,在溶剂、酸、碱中不溶不胀,耐腐蚀性出类拔萃,,是国民经济不可或缺的战略性新材料。
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