炭炭复合材料化学气相沉积工艺进展.pdf

第!!卷第"期粉末冶金材料科学与工程())*年!)月
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炭!炭复合材料化学气相沉积工艺进展

于!澍!黄启忠!黄伯云!熊!翔!张传福
!中南大学粉末冶金国家重点实验室"长沙.!))/0#

摘!要"对多种化学气相沉积工艺进行了分析对比"指出在炭$炭复合材料的研制与开发中"以等温等压
!12#3#的工艺为最优%该工艺能很好地控制工艺参数"特别是对于装了大量异形件的高炉膛"所沉积的样件不仅
密度均匀而且性能稳定"虽然其工艺周期较长"但在实际生产中"可以通过多料柱的高炉膛来降低成本"是比较
成熟&稳定的生产工艺%近年来兴起的其他工艺"主要关注沉积速度和沉积机理"大多局限于实验室研究"距工
业化大生产还有很大的距离%

关键词"炭$炭复合材料’化学气相沉积!2#3#’工艺
中图分类号"4500(!!!!文献标识码"6!!!!文章编号"!*70)((.!())*#"(*()*

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!!炭$炭复合材料由于其高比强度&高比模量&在浸渍过程中"良好的润湿性是能充填微细孔
高熔点&高比热容&高导热性&低热膨胀系数&低隙的关键%沥青对孔隙壁有良好的粘附性"而树脂
密度&相对较低的磨损率以及耐热冲击等独特的性与气孔壁的粘附性较差%如果炭前驱体是树脂的
能"已被作为一种高性能新型材料"广泛用于航天话"为了提高残炭率"需反复进行浸渍炭化石墨
航空领域%制备炭$炭复合材料的方法主要是化学化循环%在炭化&石墨化后"树脂本身产生较大的
气相沉积&液相浸渍树脂!沥青#及其复合工艺%收缩"除了容易堵塞孔隙&不利于后期的继续增密
在坯体!包括所用纤维类型&纤维编织方式以以外"还对纤维造成较大的损伤"并使石墨化后坯
及纤维体积含量#一定的情况下"液相浸渍工艺具体容易起泡&纤维束间撕裂&出现较大的裂纹)("*%
有高炭收率&低制备成本等优点%但是如果炭前驱与化学气相沉积!2#3#工艺相比"液相浸渍时
体是沥青的话"浸渍后必须在!)ROE以上的高压间短&成本低"但2#3工艺有着浸渍工艺无法比
下进行缓慢炭化才能得到高炭收率%另外"液相先拟的优点(
驱体还必须具有较低的粘度"对炭基体有较好的润!#2#3工艺不仅可用来增密炭基和陶瓷基材
湿性及可固化性以便阻止在炭化之前进一步加热时料"还可增强材料断裂强度和抗热震性能%尤其是
的液体流失)!*%相对其他陶瓷固化工艺而言"它是在较低的压力和

基金项目"国家W70计划资助项目!())*25*))W)!#!!!收稿日期"())*).(.’修订日期"())*)7!!
通讯作者"于!澍’电话()70!A//0)W0W’XAVE@%(F<T;<!VE@%&,T<&JQ<&,C

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温度下进行的!有利于降低对纤维"晶须"