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納米碳纖維
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納米碳纖維復合材料石墨化處理

2020-07-25 09:03:22

  納米碳纖維復合材料一般在2400℃開始相變,由亂層結構向三維有序結構轉變,由于氈基碳/碳復合材料由CVD碳、樹脂碳、纖維碳三種碳組成,所以在相變中相互影響是必然的,CVD碳易石墨化,而其余兩種屬非石墨化碳,但在2700℃以上的溫度下石墨化度可達60%-80%,其原因有人認為是高溫下樹脂碳收縮,纖維碳膨脹兩者之間的應力促進了樹脂碳的相變,提高了氈基碳/碳復合材料的石墨化能力。

  在石墨化處理后,制品出現的問題主要是裂紋、分層。分層主要系氈的縱向強度低引起,屬先天不足,而縱向開裂原因較為復雜,總結起來有三種原因:

  1、在CVD工藝中由于采取內熱熱梯度法造成密度差,在熱環境中引起應力,在石墨化中該應力釋放,其值超過了強度值,引起裂紋。

  2、石墨化時升降溫過程中,內外溫差大,引起足夠大的熱應力導致裂紋。

  3、碳氈基體中原有的缺陷如夾渣、結焦成為裂紋發源地,而氈的纖維不連續不能有效地阻止裂紋的發展,從而開裂。

  當然尺寸效應也是很大的,超過φ400的制品,開裂的比率較φ400以下的要高。這一點可以在熱應力公式中得到解釋。

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