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        炭/炭复合材料介绍

        日期:2014年2月18日 16:39

          炭/炭复合材料是由纯碳元素为主要化学成分组成的一种炭基复合材料,是由炭(石墨)纤维及其织物作为增强相,炭(石墨)作为基体相的一类炭基复合材料的总称。

         

        材料性能:
          三高一低:高比强度、高比模量、高损伤破坏容限,低密度
          高温性能优良:耐高温3000℃以上,抗热震、耐烧蚀、高温尺寸稳定、强度随着温度的升高而增加
          优异的摩擦磨损性能
          热容量大、良好的导热性和隔热性能
          良好的生物相容性、化学稳定性
          良好的性能可设计性
          炭/炭复合材料具有无可比拟的热结构/功能材料双重特点,是目前唯一能在2300℃以上使用的超高温工程材料。

         

         

        炭/炭复合材料的性能优势

         

         

        炭/炭复合材料

        与“金属”比较

        良好的耐热性;极小的热膨胀率;
        很轻的重量(只有铁的1/5);良好的耐腐蚀性

        与“石墨”比较

        更高的强度,更好的抗热震性能;
        更好的韧性,不易破碎

        与“陶瓷”比较

        更好的韧性,不易破碎;不易粘结(不会胶合);
        耐热冲击性好;容易加工

        与“树脂”比较

        良好的耐热性;良好的耐腐蚀性;
        高的耐摩擦性

        材料应用:
          炭/炭复合材料在如下领域均具有良好的应用前景:

         

          (a)战略导弹载入系统鼻锥;
          (b)固体火箭发动机喉衬、扩张段、延伸锥,航天飞机机翼前缘、鼻锥:
          炭/炭复合材料以其耐烧蚀特性广泛应用于宇航飞行器的发动机尾喷管、喉衬、鼻锥、机翼前缘等构件。炭/炭复合材料是支撑以固体火箭发动机为动力的战略、战术导弹发展的核心技术之一,其性能在很大程度上决定了战略导弹的先进水平。

         

         

          (c)航空发动机:
          由于炭/炭复合材料耐高温、低密度及在高温下保持高强度这一无可替代的特点,可用于制造涡轮叶片和涡轮整体部件,使发动机的热效率提高到接近48%。

         

         

          (d)军用、商用飞机刹车片:
          炭/炭复合材料的轻质、耐高温、良好的摩擦性能在刹车领域得到了典型应用。采用炭/炭刹车盘后,空客A300-600可减重590kg,A300及A340可减重998kg,且使用寿命提高5~6倍。

         

         

          (e)工业领域用高导热、隔热、热压材料:
           ①玻璃制造领域——替代石棉、用于熔融玻璃球形化的引流系统、结晶玻璃制品的模具;
           ②高温螺栓&螺母等联接结构部件;
           ③高温热压模具,可大幅度减小模具尺寸和降低质量,并利于节能;
           ④高温气体管道⑤高温电炉加热、隔热元件。
          (f)人体骨骼、牙齿或紧固等生物材料:
          由于碳元素在所有已知材料中的生物相容性最好,它与骨骼、血液及软组织都有良好的相容性。炭/炭复合材料能够制作人工心脏瓣膜、人工骨骼、口腔修复材料。

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        所属类别: 关于炭基体复合材料

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