C/C复合材料孔隙结构的研究进展

论文摘要

孔隙作为C/C复合材料结构中的重要组成部分,直接影响复合材料的致密化过程及其力学、氧化、烧蚀等性能,并赋予C/C复合材料许多潜在功能。C/C复合材料的致密化过程是基体炭不断填充碳纤维预制体内部孔隙的过程。从C/C复合材料的制备原理及工艺方面来说,C/C复合材料通常需要在碳氢气体若干个连续热分解周期下或在树脂、沥青等液相前驱体多个浸渍炭化循环下获得。不同结构的碳纤维预制体内部纤维和纤维束的交织及取向排列各异,导致C/C复合材料内部孔隙大小及形状、孔隙分布、孔隙贯穿通道等各不相同,进一步导致液相或气相的前驱体浸渍预制体的难易程度、在预制体中的流动路径以及对孔隙的填充状况不尽相同。另外,每个致密化周期内,材料内部致密化程度、孔隙结构变化等均不相同。前驱体在预制体内的填充、炭化后的形态及分布等都会对下一个致密化周期中前驱体的扩散传输产生影响。因此,结构不同的预制体即使具有相同的初始密度,其制备的C/C复合材料也存在明显的性能差异。孔隙对C/C复合材料性能的影响主要表现为材料力学性能及高温环境下材料的氧化、烧蚀行为的变化。在力学性能方面,一方面孔隙的存在减小了材料载荷承受面积,为材料发生形变提供了空间;另一方面,材料内部较大的孔隙或者微孔聚集处在受到外部载荷时会产生应力集中现象。此外,界面间的裂纹会在载荷作用下随着纤维与基体脱粘呈曲折扩展。在高温氧化环境中,大量的纤维束间的孔洞、基体中孔隙以及纤维/基体间的微裂纹将成为氧化气氛的扩散通道,从而加快氧化气体在材料内部的扩散以及碳纤维的氧化,进而导致复合材料迅速氧化失效。因此,需要根据应用环境,合理控制材料的孔隙数量和孔隙结构。本文从孔隙形成原因、孔隙特征表征、孔隙对致密化过程及对材料性能的影响四个方面综述了国内外C/C复合材料孔隙结构的研究现状与进展,以期为深化C/C复合材料孔隙结构的理论研究、拓宽其应用领域奠定基础。

论文目录

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 樊凯,卢雪峰,吕凯明,钱坤

关键词: 复合材料,孔隙结构,致密化过程,抗氧化烧蚀性能

来源: 材料导报 2019年13期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 江南大学生态纺织教育部重点实验室

基金: 江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD),连云港市产业前瞻与共性关键技术科技项目(CG1520),江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2016022-07),“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFC0304301,2016YFB0303200),中央高校基本科研业务费专项资金资助(JUSRP51718A)~~

分类号: TB33

页码: 2184-2190

总页数: 7

文件大小: 2835K

下载量: 318

相关论文文献

• [1].水分对煤孔隙结构及自燃特性的影响研究现状[J]. 煤矿安全 2020(02)
• [2].粉煤灰水泥砂浆孔隙结构及分形维数的演变特征[J]. 混凝土 2020(07)
• [3].一种多重孔隙结构人造岩心的制备新方法及其应用[J]. 石油物探 2015(02)
• [4].碳酸盐岩多孔介质等效孔隙结构参数反演及应用[J]. 海洋工程装备与技术 2019(S1)
• [5].不同煤种孔隙结构分布及特征研究[J]. 煤炭技术 2020(09)
• [6].磷酸活化法活性炭孔隙结构的调控机制[J]. 新型炭材料 2018(04)
• [7].数字重建孔隙结构内流体流动特性的计算研究[J]. 工程热物理学报 2018(10)
• [8].热作用对煤孔隙结构及气体吸附量的影响[J]. 煤矿安全 2020(06)
• [9].碳酸盐岩复杂孔隙结构的研究[J]. 国外测井技术 2014(04)
• [10].高温高压下煤孔隙结构的变化对瓦斯吸附特性的影响[J]. 中国安全生产科学技术 2018(12)
• [11].富县油田J区块长8_2油层组孔隙结构特征分析[J]. 中国石油和化工标准与质量 2018(11)
• [12].煤体孔隙结构毛细管压力特征研究[J]. 煤 2016(02)
• [13].不同孔隙结构的硅海绵材料及其力学性能研究[J]. 弹性体 2009(01)
• [14].硅橡胶海绵材料孔隙结构对力学性能的影响[J]. 特种橡胶制品 2009(01)
• [15].海拉尔某地区核磁共振孔隙结构评价方法与应用[J]. 国外测井技术 2019(02)
• [16].复杂孔隙结构低阻油层含水饱和度解释新方法[J]. 西南石油大学学报(自然科学版) 2018(01)
• [17].川中侏罗系自流井组大安寨段致密灰岩孔隙结构实验研究[J]. Applied Geophysics 2018(02)
• [18].褐煤孔隙结构及比表面积特征[J]. 煤田地质与勘探 2016(06)
• [19].页岩孔隙结构研究进展[J]. 当代化工研究 2016(02)
• [20].岩样核磁共振试验在孔隙结构分析中的应用[J]. 西部探矿工程 2015(03)
• [21].单颗粒煤孔隙结构的扫描电镜研究及分形重构[J]. 科学技术与工程 2014(26)
• [22].矿石中的反应扩散与孔隙结构演化——研究现状及存在问题[J]. 金属矿山 2011(07)
• [23].矿石颗粒级配对堆浸体系三维孔隙结构的影响[J]. 工程科学学报 2020(08)
• [24].煤层孔隙结构对吸附作用的力学效应[J]. 贵州农机化 2020(03)
• [25].油层孔隙结构与剩余油分布实验研究[J]. 中外能源 2018(03)
• [26].煤储层纳米孔隙结构及其瓦斯扩散特征[J]. 地球科学 2018(05)
• [27].高压注水对煤孔隙结构影响的试验研究[J]. 煤炭科学技术 2017(03)
• [28].富有机质页岩成分与孔隙结构对吸附气赋存的控制作用[J]. 天然气地球科学 2016(03)
• [29].动水压力作用下沥青路面水-孔隙结构应力分析[J]. 兰州工业学院学报 2014(06)
• [30].二元复合体系动用不同模态孔隙结构的剩余油[J]. 断块油气田 2019(03)

标签：复合材料论文;  孔隙结构论文;  致密化过程论文;  抗氧化烧蚀性能论文;