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厚壁C/C复合材料分区CVI制备工艺研究

李艳 , 张华坤 , 崔红 , 嵇阿琳 , 党玉瑛

宇航材料工艺

以整体毡为增强体,丙烯和糠酮树脂为前驱体,采用分区CVI法和树脂浸渍/固化、炭化相结合的工艺制备了厚壁C/C复合材料,用CT机和偏光显微镜观察了材料的微观结构,并进行了热力学性能测试,结果与热梯度CVI法进行了对比.研究结果表明:分区CVI法制备的热解碳为光滑层结构,整体密度均匀,与热梯度CVI工艺相比,总CVI增密效率提高了近一半,特别是沉积后期,表现出明显的优势.同时,轴向压缩强度提高了28.5%;径向压缩强度提高了33.6%.线胀系数相当.通过研究认为,分区CVI法能很好的提高材料的增密效率和增密均匀性,降低成本,且材料最终具有优异的热力学性能.

关键词: 分区控温CVI , 热解碳 , 增密效率

热梯度CVI制备大尺寸C/C复合材料的致密化行为

李艳 , 崔红 , 张华坤 , 嵇阿琳 , 介玉洁

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140291

以整体毡为纤维增强体,采用外壁恒温控温和内壁恒温控温两种方式,通过热梯度化学气相渗透(TG-CⅥ)工艺研究了大尺寸C/C复合材料的致密化行为.结果表明,外壁恒温控温方式制备的试样密度仅为0.64 g/cm3,呈现出两边高中间低的特点,热解碳结构为粗糙层与光滑层相结合.而内壁恒温控温方式制备的试样密度达到0.98 g/cm3,致密效率相比提高了73.79%,热解碳结构为具有优异性能的粗糙层结构,试样内部密度分布均匀.通过与外壁恒温控温相比,内壁恒温控温方式具有较高的温度和合适的温度梯度,致密化行为符合理想致密化模型,能够实现大尺寸C/C复合材料由内至外的正向密度增长,致密均匀,致密效率高,且碳结构优异.

关键词: 大尺寸C/C复合材料 , 热梯度化学气相渗透 , 致密效率

炭/炭复合材料CVI工艺研究进展

李艳 , 张华坤 , 嵇阿琳

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.23.003

化学气相渗透(CVI)致密技术能够赋予炭/炭(C/C)复合材料更优异的综合性能,是制备高性能炭基及陶瓷基复合材料的主要技术手段.综述了C/C复合材料CVI工艺的研究进展,详细介绍了CVI工艺的沉积反应过程及热解炭(PyC)的生成机理,对PyC的微观结构和CVI工艺增密效率的影响因素进行了讨论,最后提出了未来C/C复合材料CVI工艺的发展趋势.

关键词: 滞留时间 , 微观结构 , 增密效率

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