碳纖維定制成型之短切工藝
短切碳纖維預制體是由短切碳纖維搭橋，通過基體碳在搭接點將相鄰的纖維粘結起來，經(jīng)碳化組成的平面疊加結構。它是一種新型的碳碳復合材料，除具有碳碳材料的諸多優(yōu)點外，還具有一些獨特的性能。例如，低密度(0.10~0.40 g/cm3 )、低熱導率(<0.21W/(m.K))、低熱膨脹系數(shù)(<0.024)、抗熱沖擊性(0.2~0.6 MPa)和高孔隙率(>50%)。這些獨特的優(yōu)點使其在高溫隔熱領域具有廣泛的應用，目前主要應用于國外航天器的熱防護材料和高溫爐用隔熱材料。
1.應用前景
短切碳纖維板材材料預制體由于其具有低密度、低熱導率、低熱膨脹系數(shù)、高孔隙率等優(yōu)點，使其在航天和高溫隔熱領域有著廣闊的應用前景。由于短切碳纖維預制體是低密度碳碳復合材料，其具有碳碳復合材料的一系列優(yōu)點，也繼承了碳碳復合材料的缺點。
彈性墊厚度決定了彈性墊的壓縮量的大小，受壓彈性量決定了手動鉆孔時減少手動進給力的大小。性墊材料的厚度選擇取決于碳纖維定制加工復合材料時軸向力、加工孔徑和彈性墊直徑的大小。碳纖維板材復合材料鉆孔加工較適合的軸向力需要控制在30-50N的范圍，孔分層、撕裂等缺陷較少。
2.成型工藝
對于短切碳纖維預制體來說其原料簡單，主要是短切碳纖維和粘結劑，其成型工藝是關鍵。目前其制備工藝有:溶液浸漬法、真空成型法、重力沉降成型法，加壓排液成型法等。考慮到經(jīng)濟和方便，以及工藝和設備相對簡單，制備短切碳纖維預制體的主要方法是加壓排液法和真空成型工藝，其中真空成型法特別適合制備極高孔隙率的短切碳纖維預制體。
目前短切碳纖維預制體的制備方法主要有真空成型和壓濾成型法。其中短切碳纖維預制體真空成型很早便被國外的學者進行了研究并實現(xiàn)工業(yè)化。
碳碳復合材料是由碳基體和增強碳纖維定制加工組成的，其組分為不同形態(tài)的碳，而碳在高溫條件下很容易被氧化。碳碳復合材料在400℃以上就會迅速被氧化，各種性能出現(xiàn)明顯下降，碳復合材料的易氧化性能限制了其在航空航天領域進一步應用。
- 上一條碳纖維在土木工程上的加固技術
- 下一條軌道車輛對材料的輕量化要求
