為什么說有發展前途的高溫材料還得是碳碳復合材料?
碳碳復合資料是指以碳纖維及其織物增強的碳基體復合資料,具有低密度、高強度、高模量、高導熱性、低膨脹系數、沖突性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺度穩定性高等優點,是現在在1650℃以上使用的少量備選資料,最高理論溫度更高達2600℃,因而被認為是最有發展前途的高溫資料之一。有發展前途的高溫資料還得是碳碳復合資料。
碳碳復合資料的制備工藝首要有化學氣相法和液相浸漬法。化學氣相法以有機低分子氣體為前驅體,液相浸漬法以瀝青等熱塑性樹脂或酚醛樹脂等熱固性樹脂為前驅體,這些質料在高溫下產生一系列復雜化學變化而轉化為基體碳。
其間,化學氣相法是直接在坯體孔內堆積碳,產品的物理機械性能比較好,但出產周期較長。液相浸漬法是將碳纖維制成的預成型體浸入液態的浸漬劑中,通過固化、碳化、石墨化等一系列進程的循環,最終得到碳碳復合資料,出產工藝較簡單,但產品致密性不強影響其物理性能。為了得到更好的致密化效果,一般選用兩種方法相結合,制備具有理想密度的碳碳復合資料。
火箭發動機噴管
碳碳復合資料作為優異的熱結構和功能一體化工程資料,自誕生以來在軍工方面得到了長足的發展,其間最重要的用途是用于制造導彈的彈頭部件。由于其耐高溫、沖突性好,現在已廣泛用于固體火箭發動機噴管、航天飛機結構部件、飛機剎車設備、熱元件和機械緊固件、熱交換器、航空發動機的熱端部件等。
飛機碳剎車預制件
現在,固體火箭發動機噴管和剎車盤是碳/碳復合資料的兩大首要使用領域。其間一半以上的碳碳復合資料用于飛機剎車設備。碳碳復合資料制作的飛機剎車盤分量輕、耐溫高、比熱容比鋼高2.5倍;同金屬剎車資料相比,可節省40%的結構分量,使用壽命可提高5~7倍,剎車力矩平穩,剎車時噪聲小。因而,碳剎車盤的問世被認為是剎車資料發展史上的一次重大的技術進步。