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了解碳碳復合材料加工方法之一 ——化學氣相沉積法
CVD 工藝是最早采用的一種 C/C 復合材料致密化工藝， 其過程為把 CF 坯體放入專用 CVD 爐中， 加熱至所要求的溫度， 通入碳氫氣體， 這些氣體分解并在坯體
內 CF 周圍空隙中沉積碳。
(1) 基本原理
碳氫氣體(如 CH4、 C2H6、 C3H3、 C2H4) 等受熱時， 形成若干活性基， 活性基與CF 表面接觸時， 就沉積出碳。 CVD 法的優點是工藝簡單， 坯體的開口孔隙很多， 增密的程度便于精確控制，
易于獲得性能良好的 C/C 復合材料。 缺點是制備周期太長， 生產效率很低。
(2) CVD C/C 復合材料的基本方法
CVD 法包括等溫法、 熱梯度法、 壓差法、 脈沖法、 等離子體輔助 CVD 法。
①等溫法: 即將坯體放在等溫的空間里， 在適當的壓力下， 讓碳氫氣體不斷地從坯體表面流過， 靠氣體的擴散作用， 反應氣體進入樣品孔隙內進行沉積， 該法特點是工藝簡單， 但周期很長， 制品易產生表面涂層， 最終密度不高。
②熱梯度法: 在坯體內外表面形成一定溫度差， 讓碳氫氣體在坯體低溫表面流過， 同樣， 也是依靠氣體擴散作用， 反應氣體擴散進孔隙內進行沉積， 由于反應氣體首先接觸的是低溫表面， 因此， 大量的沉積發生在樣品里側， 表面很少沉積或不沉積， 隨著沉積過程的進行， 坯體里側被致密化， 內外表面溫差越來越小，沉積帶逐漸外移， 最終得到從里至外完全致密的制品。 此法周期較短， 制品密度較高， 存在的問題是重復性差， 不能在同一時間內沉積不同坯體和多個坯體， 坯體的形狀也不能太復雜。
③壓差法: 壓差法是均熱法的一種變化， 是在沿坯體厚度方向上造成的一定的氣體壓力差， 反應氣體被強行通過多孔坯體。 此法沉積速度快， 沉積滲透時間較短， 沉積的碳均勻， 制品不易形成表面涂層。
④脈沖法: 此法是一種改進了的均熱法， 在沉積過程中， 利用脈沖閥交替地充氣和抽真空， 抽真空過程有利于氣體反應產物的排除。 由于脈沖法能增加滲透深度， 故適合于 C/C 復合材料后期致密化。
⑤等離子體輔助CVD法(PACVD) : 在常規的CVD技術中需要用外加熱使初始反應的碳氫氣體分解， 而在PACVD技術中是利用等離子體中電子的動能去激發氣相化學反應。 PACVD的輝光放電等離子體是施加高頻電場電離的低壓和低溫氣體。等離子體的電離狀態是由其中高能電子以某種方式來維持的， 施加電場時， 由于電子質量輕， 所以傳遞電子的能量高， 同時由于等離子體中電子與離子質量的差別， 限制了電子將能量傳遞給離子， 結果電子的動能被迅速增加到能發生非彈性碰撞的程度， 此時高能電子引起電離， 并通過與碳氫氣體分子的相互作用而形成自由基， 自由基在坯體里聚合形成沉積碳。 由于等離子體有較高的能量， 所以在相當低的溫度(典型值低于300℃) 激發化學反應， 與此同時由于其非平衡性， 等離子體不會加熱碳氫氣體和坯體。 但PACVD與常規的CVD化學反應熱力學原理不同， 形成的沉積碳結構差別很大。更多碳碳復合材料信息可查看http://m.jin-ba.com
