碳/碳材料快速CVD工艺结构性能及应用研究

首次提出了快速化学气相沉积碳/碳复合材料的工艺模型,设计出制备碳/碳复合材料的新工艺——快速定向扩散法。这种方法能省去常规制备方法中需多次反复进行的中间机加工、高温热处理工序,缩短制备周期约达1/4,制备的碳/碳复合材料密度达到1.85以上,弯曲强度、弯曲模量分别高达245MPa、49GPa,氧化起始点将近提高了300℃。深入研究了快速化学气相沉积碳/碳复合材料的组织特征,揭示了工艺、性能和组织之间的关系,提出了球状碳的形成机制,发现了碳纤维上分布的纤维状沉积碳的组织结构。对碳/碳复合材料的摩擦磨损性能进行了全面系统研究,探索了比压、能量、湿度及高温热处理工艺对摩擦磨损性能的影响。从制备工艺和使用方面提出了进一步改善碳/碳复合材料摩擦磨损性能的具体措施。提出了高摩擦性能碳/碳复合材料的组织模型,即在碳纤维上分布着细小球状沉积碳组织结构,并按快速沉积新工艺制备出具有这种组织结构的材料。试验表明,其摩擦性能良好,磨损率极低。