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碳碳復(fù)合材料的優(yōu)缺點(diǎn)
碳/碳復(fù)合 雖然碳/碳復(fù)合材料具有許多其他復(fù)合材料所不具備的優(yōu)異性能,但碳/碳復(fù)合材料作為工程材料在前10年的發(fā)展相對(duì)緩慢,這主要是因?yàn)樘?碳的性能在很大程度上取決于碳纖維的性能和骨料的致密化程度。當(dāng)時(shí)各類高性能碳纖維處于研發(fā)階段,碳/碳制備工藝也處于實(shí)驗(yàn)研究階段。同時(shí),其高溫氧化保護(hù)技術(shù)也沒(méi)有得到很好的解決。材料是以碳纖維(或石墨纖維)為增強(qiáng)體,碳(或石墨)為基體的復(fù)合材料。它是一種具有特殊性能的新型工程材料,又稱“碳纖維增強(qiáng)碳復(fù)合材料”。碳/碳復(fù)合材料完全由碳元素組成,可以承受極高的溫度和升溫速率。
碳/碳復(fù)合材料的缺點(diǎn)是非軸向力學(xué)性能差、失效應(yīng)變低、空隙率高、纖維與基體結(jié)合差、抗氧化性差、制造周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)方法復(fù)雜、缺乏失效準(zhǔn)則。1958年,科學(xué)家在一次偶然的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了碳/碳復(fù)合材料,立即引起了材料科學(xué)與工程研究人員的普遍關(guān)注。
它在過(guò)熱環(huán)境下具有高燒蝕熱、低燒蝕率、抗熱震性和高強(qiáng)度,被認(rèn)為是過(guò)熱環(huán)境下的高性能燒蝕材料。在機(jī)械載荷下,碳/碳復(fù)合材料的變形和伸長(zhǎng)表現(xiàn)出假塑料部件的性質(zhì),最終以非脆性方式斷裂。其主要優(yōu)點(diǎn)是:抗熱震性和抗熱誘導(dǎo)性強(qiáng),具有一定的化學(xué)惰性,高溫下形狀穩(wěn)定,升華溫度高,燒蝕凹陷小,高溫下強(qiáng)度和剛度不變,抗輻射,加工制造容易,重量輕。