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碳-碳復合材料

碳/碳復合材料(c-c composite or carbon-carbon composite material)是碳纖維及其織物增強的碳基體復合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高強度、高比模量、高導熱性、低膨脹系數、摩擦性能好,以及抗熱沖擊性能好、尺寸穩定性高等優點,是如今在1650℃以上應用的少數備選材料,最高理論溫度更高達2600℃,因此被認為是最有發展前途的高溫材料之一。

盡管碳/碳復合材料有諸多優良的高溫性能, 但它在溫度高于400℃的有氧環境中發生氧化反應,導致材料的性能急劇下降。因此,碳/碳復合材料在高溫有氧環境下的應用必須有氧化防護措施。碳/碳復合材料的氧化防護主要通過以下兩種途徑,即在較低的溫度下可以采取基體改性和表面活性點的鈍化對碳/碳復合材料進行保護;隨著溫度的升高,則必須采用涂層的方法來隔絕碳/碳復合材料與氧的直接接觸,以達到氧化防護的目的。使用最多的是涂層的方法,隨著技術的不斷進步,對碳/碳復合材料超高溫性能的依賴越來越多,而在超高溫條件下唯一可行的氧化防護方案只能是涂層防護。

碳/碳復合材料由于其獨特的性能,已廣泛應用于航空航天、汽車工業、醫學等領域,如火箭發動機噴管及其喉襯、航天飛機的端頭帽和機翼前緣的熱防護系統、飛機剎車盤等。

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