高密度3D預制體C-C復合材料的快速增密與性能研究.pdf

1、3DC/C復合材料作為一種新型的結構、功能材料,被廣泛用于航空、航天以及其它戰(zhàn)略地位很高的領域。由于國外技術封鎖,加之高密度3DC/C復合材料CVI工藝制備難度大,目前國內對于CVI工藝制備高熱解炭含量3DC/C復合材料工藝研究方面仍缺乏系統(tǒng)認識。本文在仔細剖析3DC/C復合材料研究現狀和制備難點基礎上,提出分段CVI優(yōu)化工藝,探討了高密度三維編織體“工藝一結構一性能”的關系,并探索了一條快速制備大尺寸3DC/C復合材料的有效途徑。

2、r>　　 (1)提出多階段致密化方法,解決了高密度3D炭纖維預制體CVI工藝增密的難題,并對3D C/C復合材料致密化機理進行了初步探討。初始密度為0.94g/cm3的高密度預制體經250h多階段CVI工藝,沉積密度可達1.82g/cm3。
　　 (2)開發(fā)了大尺寸高纖維含量塊體C/C復合材料快速制備技術。通過正交實驗和回歸設計,建立了壓差ICVI工藝參數快速優(yōu)化體系。選擇密度和開孔率作為等溫壓差CVI工藝制備C/C復合材料質

3、量的判定標準,獲得了密度和開孔率的預測方程。沉積溫度990℃、碳源氣體濃度33％、總體積流量為4.5 L·min-1時可以獲得較高的綜合性能。制備的大尺寸塊體材料各個區(qū)域的密度相差僅為0.03 g/cm3,熱解炭結構較均勻。
　　 (3)研究了熱處理工藝對3D C/C復合材料力學性能及斷裂特征的影響。致密化工藝中經過2次溫度在2100℃的熱處理,高纖維含量的3D C/C復合材料的斷裂韌性較高,抗彎強度達到196.69 Mpa,斷