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秒懂應用廣泛的C/C復合材料

2015-08-10 14:59:03 作者：本網編輯來源：

C/C復合材料是以炭或石墨纖維為增強體，炭或石墨為基體復合而成的材料。碳纖維是由有機纖維經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。基體為復合材料中起到粘接增強體成為整體并轉遞載荷到增強體的主要組分之一。

C/C復合材料主要是受先進飛行器的要求所推動，因此首先在這些領域開始試用，戰略導彈，載人飛船以高速返回地球通過大氣層時，由于絕熱壓縮空氣阻力產生沖擊波，使飛行器表面溫度急劇升高，最苛刻的部位溫度高達2760度。C/C復合材料具有優良的耐燒蝕性。

由于C/C料不僅具有良好的耐高溫性，而且還具有優異的耐磨損性。法國歐洲動力公司大量生產C/C材料剎車片，用做飛機，汽車和高速火車的剎車材料。法國碳工業公司1994年開始批量生產汽車用c/c復合材料剎車片，并于當年使用C/C材料剎車片的汽車出廠，并批量生產。日本將C/C材料用做飛機剎車材料已有10多年的歷史。

C/C復合材料

C/C復合材料自上世紀70年代首次作為固體火箭發動機（SRM）喉襯飛行成功以來，極大地推動了SRM噴管材料的發展。采用C/C復合材料的喉襯、擴張段、延伸出口錐，具有極低的燒蝕率和良好的燒蝕輪廓，可提高噴管效率1%～3%,即可大大提高了SRM的比沖。

C/C復合材料因其密度低、優異的摩擦性能、熱膨脹率低，從而有利于控制活塞與汽缸之間的空隙，目前正在研究開發用其制活塞。由于C/C復合材料的高溫力學性能，使之有可能成為工作溫度達1500～1700℃的航空發動機的理想材料，有著潛在的發展前景。

具有輕質和一材多用的C/C復合材料是今后汽車工業大量使用的材料之一。汽車質量與其燃料消耗有密切關系。車越輕，消耗每千克汽油行駛的里程越遠。美國福特汽車公司用石墨纖維增強復合材料為主制成了LTD實驗車，質量僅為1130kg，而同類競賽材料車為1690kg，減小560kg。同類車每升汽油只能行駛1.9km，而LTD實驗車為2.6km，達到了美國政府規定的汽車燃料消耗標準。

在玻璃工業中，美國已經把自己生產的K-Krab型C/C復合材料成功地用于玻璃工業中的“熱端”。在體育用品方面，C/C復合材料因其質量小、剛性好合不易破斷等特殊性能而被國內外用了制作競賽用自行車、高爾夫球桿和游艇等文體用品。在醫學方面，C/C復合材料因其與人體有良好的生物相容性而被用做牙床、骨骼和人體關節。在發熱元件上，C/C復合材料因其能提供優于石墨的力學性能、耐破損、耐高溫性而被用做發熱元件。在粉末冶金中，因用C/C復合材料制作的熱壓模比石墨模使用壽命長和能重復使用多次，而用做粉末冶金的熱壓模。

C/C復合材料的制造工藝有很多，主要包括坯體的預成型坯體、浸漬、碳化、致密化、石墨化合抗氧化涂層等工藝。