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黃啟忠教授帶你了解碳的化學氣相沉積機理與快速制備碳/碳復合材料
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第二屆碳/碳復合材料論壇12月13-15日與你相約上海 碳/碳復合材料 碳/碳復合材料是以碳纖維及其織物為增強體，熱解碳或瀝青碳等碳質(zhì)材料為基體，通過一定的工藝復合而成的全碳質(zhì)多相固體材料。碳/碳復合材料具有很多非常優(yōu)異的性能，尤其是高溫時表現(xiàn)較為突出，因此，在航空航天、光伏、核工業(yè)、醫(yī)用材料等領域廣泛應用。 圖片 炭剎車盤副，圖片來源：優(yōu)材百慕 碳/碳復合材料的制備工藝 碳/碳復合材料的制備工藝主要包括了三個基本步驟：預制體成型、預制體致密化和石墨化處理。 預制體成型是制備碳/碳復合材料的前提。目前常用的預制體成型方法主要有短纖維模壓、長纖維織物疊層和多維編織/穿刺。 圖片 預制體成型步驟，圖片來源：金博股份招股書 圖片 TS飛機碳剎車預制件 圖片來源：江蘇天鳥高新技術股份有限公司 預制體致密化是制備碳/碳復合材料的關鍵環(huán)節(jié)，只有達到一定密度的碳/碳復合材料才能具有良好的力學性能。目前碳/碳復合材料的致密化工藝可分為四種:第一種為液相浸漬-碳化(LIC)工藝,第二種為化學氣相沉積(CVI)工藝，第三種為液相氣化沉積(CLVI)工藝，第四種為 CVI與 LIC 復合工藝。 石墨化處理是通過高溫(1800~2800 ℃)將熱力學非穩(wěn)定態(tài)的碳材料轉變成穩(wěn)態(tài)的石墨的過程。 不同預制體致密化工藝對比 圖片 圖片 不同致密化工藝優(yōu)缺點對比 圖片來源：劉俊峰，高效制備碳/碳復合材料的思考 化學氣相沉積工藝優(yōu)點是工藝簡單、增密的程度便于精確控制、不損傷纖維、可與其他致密化工藝一起使用，缺點是制備周期太長、生產(chǎn)效率較低。 影響碳/碳復合材料性能的關鍵 影響碳/碳復合材料性能的有如下幾個方面： 碳纖維的種類 碳纖維的編織方式和編織密度 基體的增密形式和密度 碳纖維和基體的界面結構 化學氣相沉積熱解炭的方式和織構 石墨化工藝 表面涂層情況 快速制備碳/碳復合材料 化學氣相沉積(CVI)是制造高性能碳/碳復合材料的關鍵工序。提高增密速度、熱解炭結構的多樣化和材料的抗氧化是當前制備碳/碳復合材料的三大難點課題。發(fā)達國家競相投巨資研究開發(fā)快速 CVI工藝，除了工業(yè)化程度較高的等溫CVI之外，還研發(fā)了熱梯度CVI、壓差CVI、液相氣化滲透工藝 CLVI強迫流動 CVI、脈沖CVI等。其中美國達信公司開發(fā)的 CLVI工藝，把致密時間減少到原來的1%;美國佐治亞理工大學在美國空軍支持下開發(fā)的FCVI工藝，在8~12h 內(nèi)制備出空隙率僅為7%的碳/碳復合材料。對制備碳/碳 復合材料作了有益的探索。 化學氣相沉積工藝是獲得高性能碳/碳復合材料的關鍵，界面結構和織構對碳/碳復合材料的性能影響非常大，而且化學氣相沉積速度非常慢，對材料價格影響大，因此研究化學氣相沉積機理，可以促進快速化學氣相沉積制備，獲得高性能碳/碳復合材料的制備方法。 對于化學氣相沉積工藝而言，如何減小成型周期，提高生產(chǎn)效率，從而做到快速制備碳/碳復合材料產(chǎn)品是迫切需要解決的一個難題。 為了更好地了解碳的化學氣相沉積機理與快速制備碳/碳復合材料，2021年12月13-15日在上海舉行的“Carbontech第二屆碳/碳復合材料論壇” 特邀 中南大學黃啟忠教授 蒞臨本次大會，分享《碳的化學氣相沉積機理與快速制備碳/碳復合材料》主題報告。 專家介紹 圖片 黃啟忠，中南大學二級教授、博導，國務院政府津貼獲得者，國家航天技術專家組成員，是《Journal of Materials Science & Technology》《新型炭材料》《高科技纖維與應用》雜志編委，《炭素技術》《炭素》雜志編委會副主任；中國復合材料學會常務理事，中國金屬學會炭素分會副主任委員，中國電工技術學會碳石墨材料專業(yè)委員會副主任；在國內(nèi)外發(fā)表論文200余篇，出版了專著《高性能炭/炭復合材料的制備、結構與應用》和譯著《新一代航空航天熱結構與材料》，獲得國家技術發(fā)明一等獎等7項科技成果獎勵；近年來主持了國家重大科技專項、國家973、國家863、國家支撐、國家重點基礎研究、國家自然科學基金重點項目等國家級項目20多項，解決了多項國家急需。 主要研究領域：炭的化學氣相沉積與新炭材料；炭/炭復合材料；航天耐燒蝕炭/炭復合材料；燃料電池炭紙。 |
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簡單回復
tzynew2樓
2021-11-15 10:10
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
o 發(fā)自小木蟲Android客戶端
bjdxyxy8樓
2021-12-07 17:03
回復
442629613(金幣+1): 謝謝參與
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