碳陶复合材料
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发布时间：
2024-07-09
碳陶复合材料是陶瓷基复合材料的一种，由碳纤维的三维毡体或编织体作为增强骨架，裂解碳和碳化硅陶瓷作为连续基体的一类新型复合材料。
碳陶材料不仅具有高性能陶瓷的高强度、高模量、高硬度、耐冲击、抗氧化、耐高温、耐酸碱和所有化学物质腐蚀、热膨胀系数小、比重轻等优点，同时还完全克服了一般陶瓷材料的脆性大、功能单一等缺点，是世界上公认的理想的高温结构材料、摩擦材料和热防护材料。
碳陶复合材料的制备工艺主要有化学气相渗透(CVI)、熔融渗硅(RMI)和先驱体浸渍裂解工艺(PIP)。CVI工艺主要用于制备碳碳坯体，采用RMI或PIP工艺对碳碳坯体进行陶瓷化处理制备成碳陶复合材料，其工艺流程图如下：
因制备工艺不同，PIP和RMI制备的碳陶复合材料具有一定的差异。RMI制备的碳陶复合材料力学性能相对较差，但硬度高，后期加工困难，同时对于薄壁件易变形，但成本相对较低，主要制备一些简单结构件，目前在制动摩擦领域应用。PIP制备的碳陶复合材料具有更好的均匀性、力学性能和可加工性能，可调控范围广，但成本相对较高，主要制备大型件、薄壁件以及力学性能要求高的结构件，目前在航天航空、热工领域的热结构件和热防护件以及制动摩擦领域都有应用。
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