隨著科技的發(fā)展,很多新興的材料被研究出來,用于我們的生活、生產(chǎn)中,為我們的社會發(fā)展和生活帶來許多便利。C/C復合材料就是目前新材料領域重點研究和開發(fā)的一種新型超高溫熱結構材料。密度小、比強度大、線膨脹系數(shù)低(僅為金屬的1/5~
1/10) 、熱導率高、耐燒蝕、耐磨性能良好。特別是碳碳復合材料在1000℃~
2300℃時強度隨溫度升高而升高,是理想的航空航天及其它工業(yè)領域的高溫材料。
什么是碳碳復合材料?
什么是碳碳復合材料
碳/碳復合材料(c-c composite or carbon-carbon composite
material)是碳纖維及其織物增強的碳基體復合材料。具有低密度(<2.0g/㎝3)、高強度、高比模量、高導熱性、低膨脹系數(shù)、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩(wěn)定性高等優(yōu)點,是目前在1650℃以上應用的少數(shù)備選材料,理論溫度更高達2600℃,因此被認為是有發(fā)展前途的高溫材料之一。
碳碳復合材料的缺點
盡管碳/碳復合材料有諸多優(yōu)良的高溫性能,
但它在溫度高于400℃的有氧環(huán)境中發(fā)生氧化反應,導致材料的性能急劇下降。因此,碳/碳復合材料在高溫有氧環(huán)境下的應用必須有氧化防護措施。碳/碳復合材料的氧化防護主要通過以下兩種途徑,即在較低的溫度下可以采取基體改性和表面活性點的鈍化對碳/碳復合材料進行保護;隨著溫度的升高,則必須采用涂層的方法來隔絕碳/碳復合材料與氧的直接接觸,以達到氧化防護的目的。目前使用多的是涂層的方法,隨著技術的不斷進步,對碳/碳復合材料超高溫性能的依賴越來越多,而在超高溫條件下可行的氧化防護方案只能是涂層防護。
碳碳復合材料的應用
碳碳復合材料的應用
根據(jù)碳纖維所具有的優(yōu)異性能,碳纖維廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域:
1、航空航天是早應用碳纖維的領域。已研制出飛機的2次結構件,如垂尾、剎車片、方向舵等碳纖維復合材料。碳纖維復合材料還可用于導彈的鼻錐體、噴管、固體火箭的發(fā)動機等。
2、體育休閑用品碳纖維的用量占總量的80%。主要用在高爾夫球桿、釣魚桿、羽毛球拍、乒乓球拍、賽艇、自行車等行業(yè)。
3、氧化纖維、碳纖維密封墊料是工業(yè)用碳纖維制品中用量的品種。主要用于發(fā)電廠、化工廠、化肥廠和油田等耐高壓、耐腐蝕的泵和閥。這些密封材料的功能和壽命大大優(yōu)于石棉。
4、在紡織工業(yè)領域,其中30%~40%的織機使用碳纖維劍桿頭、劍桿帶。主要優(yōu)點是具有良好的耐磨性和導電性,能保證產(chǎn)品的幾何尺寸穩(wěn)定。
5、在電子工業(yè),利用碳纖維的高導電率,研制出新型的JXQ-1,JXQ-2自感應式靜電消除器,還利用碳纖維復合材料研制出大型電機的防電暈材料,對防止大電機啟動時產(chǎn)生的電暈火花,減少大電機的容積有重大意義。
6、在汽車工業(yè),碳纖維制動器已用于桑塔那轎車及其他機動車上。碳纖維還應用于眼鏡框、音響設備、醫(yī)療器械、人體醫(yī)學、生物工程、建筑材料等領域。
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