Processus de moulure composite en carbone / carbone

Matériaux composites en carbone / carboneReportez-vous à des matériaux composites composés de renforcement en fibre de carbone et de matrice à base de carbone. Ils ont les caractéristiques de faible densité, de haute résistance, de module spécifique élevé, de coefficient de dilatation thermique faible, etc. Leur résistance à la température super élevée en fait le matériau à haute température le plus prometteur.

Les matériaux composites en carbone / carbone sont situés au milieu de la chaîne industrielle. Les fibres de carbone sont tissées ou aiguillées pour obtenir des préformes, qui sont carbonisées par plusieurs processus de dépôt chimique de vapeur. Après carbonisation et graphitisation à haute température, des matériaux composites en carbone / carbone sont formés, puis usinés pour obtenir des produits correspondants.

Les performances des matériaux composites en carbone / carbone sont grandement affectées par le processus de préparation. Différentes conditions de processus peuvent entraîner des changements dans la structure des matériaux, la densité, les propriétés mécaniques, etc.

 Les principaux processus de préparation des matériaux composites en carbone / carbone:

1. Processus de dépôt de vapeur chimique (CVD)

Le processus de dépôt chimique de vapeur consiste à décomposer les gaz contenant du carbone (tels que le méthane, le propylène, etc.) à des températures élevées pour déposer le carbone pyrolytique à la surface de la préforme en fibre de carbone, formant ainsi un matériau composite carbone / carbone. Il peut être effectué à une température plus basse, et le taux de dépôt est relativement rapide, et un matériau composite carbone / carbone avec une structure uniforme et d'excellentes performances peuvent être préparés.

Flux de processus

① Prétraitement: nettoyez et activez la surface de la préforme de la fibre de carbone pour améliorer l'effet de dépôt.

② Dépôt: Placez la préforme dans un réacteur, introduisez le gaz de la source de carbone et déposez à haute température (généralement 900-1200 ° C) et des conditions de pression appropriées.

③ Contrôle: Contrôlez le taux de dépôt et la structure du carbone pyrolytique en ajustant les paramètres tels que la température de réaction, le débit de gaz et la pression.

2. Processus de carbonisation de l'imprégnation de phase liquide

La préforme de la fibre de carbone est imprégnée dans un précurseur de carbone liquide (comme l'asphalte, la résine, etc.), puis carbonisée et graphitisée pour former un matériau composite carbone / carbone. Le processus est simple et le coût est faible. Il convient à la préparation des matériaux en carbone / composite carbone / carbone de grande taille et complexe.

Flux de processus

① Imprégnation: immerger la préforme dans un précurseur liquide et favoriser l'imprégnation par vide, pression, etc.

② Carbonisation: chauffer à une température élevée (généralement 800-1500 ° C) dans une atmosphère inerte pour convertir le précurseur en carbone.

③ Imprégnation et carbonisation répétées: Afin d'améliorer la densité et les performances du matériau, il peut être nécessaire de répéter plusieurs fois le processus d'imprégnation et de carbonisation.

3. Processus de conversion des précurseurs

Utilisez des précurseurs de polymère organique (tels que le polycarbosilane, le polysiloxane, etc.) pour être pyrolysé à des températures élevées pour se convertir en matériaux composites à base de céramique. Des matériaux composites en carbone / carbone à haute pureté et uniformité peuvent être préparés.

Flux de processus

① Synthétiser les précurseurs: synthétiser les précurseurs avec des structures et des propriétés spécifiques par des réactions chimiques.

② Imprégnation ou revêtement: Imprégner ou enrober le précurseur sur la préforme de la fibre de carbone.

③ Conversion de pyrolyse: la pyrolyse est réalisée dans une atmosphère inerte à haute température (généralement 1000-1800 ° C) pour convertir le précurseur en matériau composite carbone / carbone.

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