碳/碳復(fù)合材料是以碳纖維及其織物為增強(qiáng)材料,以碳為基體,通過(guò)加工處理和碳化處理制成的全碳質(zhì)復(fù)合材料。碳/碳復(fù)合材料整個(gè)體系均由碳元素構(gòu)成,由于碳原子彼此間具有極強(qiáng)的親合力,使之無(wú)論在低溫還是高溫下,都具有很好的穩(wěn)定性。碳素材料高熔點(diǎn)的本質(zhì)屬性賦予了碳/碳復(fù)合材料優(yōu)異的耐熱性,使之成為目前高溫力學(xué)性能最好的材料。
碳/碳復(fù)合材料具有以下顯著特點(diǎn):
(1)密度小,小于2.0g/cm3,僅為鎳基高溫合金的1/4,陶瓷材料的1/2,這一點(diǎn)對(duì)要求輕型化的航空航天材料至關(guān)重要。
(2)高溫力學(xué)性能極佳。溫度升高至2200℃,其強(qiáng)度不僅不降低,甚至比在室溫時(shí)還高,這是其他結(jié)構(gòu)材料包括各種金屬高溫材料以及其它陶瓷材料所無(wú)法比擬的。
(3)抗燒蝕性能良好,可以用于3000℃以上高溫短時(shí)間燒蝕的環(huán)境中,如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管等。
(4)摩擦磨損性能優(yōu)異,摩擦系數(shù)小,是各種耐磨和摩擦部件的最佳候選材料。
(5)導(dǎo)電性能好,且具有屏蔽電磁波的功能,對(duì)X射線的透過(guò)性好。此外,碳纖維還具有吸能減振功能。
(6)石墨化處理后導(dǎo)熱性好,采用超高溫度處理并能形成極好的石墨基材結(jié)構(gòu)的碳/碳復(fù)合材料是專(zhuān)為核聚變工廠研制的。碳/碳復(fù)合材料抗溫度波動(dòng)性比其他大多數(shù)陶瓷基材料和金屬都要好,同時(shí)它在高溫工作時(shí)動(dòng)態(tài)強(qiáng)度好。這是它在高溫用途中被廣泛使用的關(guān)鍵之一。
(7)耐油、耐酸、耐腐蝕性能好,除了強(qiáng)氧化劑外,濃鹽酸、硫酸、磷酸、苯、丙酮、堿都對(duì)其不起作用。(一員)