用CVI增密技术制备航空刹车用C/C复合材料

以炭布与炭纤维薄毡交替成叠层 ,采用针刺技术在垂直布面方向引入增强纤维 ,制成准三维预制体 ,在自行研制的热梯度CVI炉中制备了航空刹车用C/C复合材料 ;采用偏光显微镜研究了沉积炭的显微结构 .研究结果表明 :该CVI炉可实现多试样同时沉积 ,且位于料柱不同位置的试样密度分布较均匀 ;对外径为 1 1 0mm ,内径为45mm ,厚度为 1 5～ 2 0mm的试样 ,在 80h内 ,试样的平均密度可达 1 .60g/cm3,炭的有效利用率可达 2 7% ;在料柱的不同位置以及同一试样中沿径向的不同位置 ,沉积炭的显微结构都有所不同 ;沉积炭的显微结构有粗糙层结构、带状结构以及光滑层结构 ;通过工艺参数的优化 。

热梯度CVI C/C材料的结构与性能

以炭纤维整体毡为预制体 ,采用热梯度CVI工艺制备了两种不同结构基体炭的C/C材料 ,即RL结构和SL结构材料。采用光学金相仪 ,X射线衍射仪 ,硬度计 ,激光导热仪等设备研究了沉积态和热处理态C/C材料的显微结构及热物理性能。对比研究了两种结构材料的力学性能及摩擦摩损性能。结果表明 :当密度超过一定值后 ,密度对C/C材料的力学性能和摩擦性能的影响远不如CVD炭结构的影响大 ;不管是沉积态还是热处理态 ,RL结构材料的刹车性能曲线明显优于SL结构材料的刹车性能曲线 ,这意味着CVD炭的微观结构不同是造成C/C材料摩擦性能差异的根本原因。

热梯度CVI工艺制备炭/炭复合材料管型件(英文)

热梯度化学气相沉积工艺中避免了等温沉积工艺中预制体表面孔隙过早堵塞的现象,适合制备轴对称的环形、管型件。利用热梯度化学气相沉积工艺制备了炭/炭复合材料管型制件,研究了材料的微观组织结构,测试了其力学性能以及热物理性能,实验结果表明所制备的炭/炭复合材料制件能够满足高温热结构材料的使用要求。

热梯度CVI制备炭/炭复合材料及其研究进展

按预制件内部的温度分布不同,可以认为,均热法及热梯度法是化学气相沉积制备炭/炭复合材料的两种基本工艺。对于圆筒或圆盘形工件,热梯度CVI具有增密快,炭的有效利用率高,可实现工业规模化生产的优点,是一种很有前景的CVI工艺。本文介绍了热梯度CVI制备炭/炭复合材料的工艺原理、工艺特点及其最新研究进展。

用CVI工艺制备碳纤维增强C－SiC梯度热结构材料

用化学气相渗（ＣＶＩ）工艺，分别用分段沉积和共沉积方法制取了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ梯度热结构材料，并比较了二者的成分梯度、性能与组织结构特征。

预制体尺度对C/C复合材料CVI增密过程影响的模拟研究

对不同直径圆柱预制体的CVI增密过程进行数值模拟研究,分析预制体尺度对增密过程及密度分布的影响。针对高90mm,直径分别为60、120、180mm的预制体,分别模拟CVI过程中预制体的孔隙率、密度以及孔隙平均尺寸分布和变化特征。结果显示,小直径预制体经过一段时间的沉积后密度分布较为均匀,且平均密度值很高;预制体直径较大时,沉积易发生在表面区域,导致表面区域密度较高,中心区域密度值较低,影响进一步的增密过程。

热解炭结构对C/C复合材料摩擦磨损性能的影响

以炭纤维整体毡为预制体,采用热梯度化学气相渗透(CVI)工艺制备了2种不同结构基体炭的C/C复合材料,即粗糙层结构材料与光滑层结构材料。研究了2种不同结构基体炭的C/C复合材料在沉积态和热处理态的显微结构、热物理性能及摩擦磨损性能。研究结果表明,在沉积态,2种结构材料都产生严重的氧化磨损,提高材料的石墨化度可显著降低材料的氧化磨损;不管是在沉积态还是在热处理态,RL结构材料的刹车性能曲线都明显优于SL结构材料的刹车性能曲线,这表明热解炭的微观结构不同是造成C/C复合材料摩擦性能差异的根本原因。

碳纤维增强C-SiC梯度基复合材料研究

采用CVI工艺均热法共沉积技术制备了碳纤维增强C－SiC梯度基复合材料。C和SiC的原料气体分别是C2H2和CH3SiCl3，Ar和H2分别是载流和稀释气体。基体微观结构的变化通过控制原料气体的成分配比获得。测试了材料的力学性能、抗氧化性能和摩擦磨损性能。利用金相技术、电子探针成分分析技术、TEM和SEM技术观察和分析了材料的微观结构。试验结果表明，这种材料的组织结构特点是：在微观上是梯度的，即围绕着纤维的基体成分连续地从碳变化到SiC；在宏观上，它属于均质的热结构复合材料。弥散在基体中的SiC起到基体改性的作用，基体壳层外边的SiC起到涂层的作用，因此它的抗氧化性能明显优于C／C材料。

热梯度CVl制备C/C复合材料工艺技术研究进展

介绍了热梯度CVI制备C/C复合材料的工艺原理、工艺特点及其研究进展。

基于数值模拟的热梯度CVI制备C/C复合材料致密化行为

根据热梯度化学气相渗透(CVI)工艺制备C/C复合材料的特点,建立了均相与非均相反应的多场耦合数学模型。以2D炭毡为预制体,天然气为前驱体,炉压为100 kPa的工艺条件下,通过计算获得了预制体致密化过程中密度的演变规律;分析了沉积温度及气体流量对致密化的影响,获得了合理的沉积温度和气体流量范围。致密化100 h后,预制体整体密度的计算值与实验值基本一致,径向密度分布的模拟值与实验值呈相同的变化规律,验证了模型的可靠性和模拟的预测能力。