c/c復(fù)合材料是一種高性能新型復(fù)合材料。它具有高比強(qiáng)、高比模、耐高溫、耐腐蝕、抗熱震等一系列優(yōu)異性能12.其在2000°C的高溫環(huán)境下，強(qiáng)度不但不降低，反而有所提高，這是其它任何材料所無法相比時3.正是由于C/C復(fù)合材料的這些特殊性能，使其在航空、航天領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，并且逐漸向民用、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域擴(kuò)展。各發(fā)達(dá)國家都非常重視對這種材料的研究與開發(fā)。

　　    根據(jù)C/C復(fù)合材料致密化工藝所采用的基體前驅(qū)體的類型，C/C復(fù)合材料的制作工藝主要有兩種方法：CVI法和液相浸漬一碳化法。后者是以熱塑性浙青或熱固性樹脂為基體前驅(qū)體，這些原料在高溫下發(fā)生一系列復(fù)雜化學(xué)變化而轉(zhuǎn)化為基體碳。這種方法所用原料低廉、設(shè)備簡單、制作周期短，已成為C/C復(fù)合材料研究的一個熱點(diǎn)。在液相浸漬法中，由于浙青的碳化收率較高，且易得到石墨化結(jié)構(gòu)的基體所以在這方面的研究更活躍。本文采用新型專利技術(shù)制備浙青基C/C復(fù)合材料，對其密度變化規(guī)律進(jìn)行了試驗及理論研究，以期對致密工藝提供指導(dǎo)。

　　    試驗條件1.1原材料的選擇增強(qiáng)體選用吉林碳素廠生產(chǎn)的1K高強(qiáng)PAN平紋碳布，經(jīng)過剪切、迭層和縱向穿刺，再經(jīng)適當(dāng)表面處理，即可作為2-DC/C復(fù)合材料預(yù)制體?；w前軀體選用太原煤化所提供的調(diào)制中溫煤浙青作為基體前軀體原料，經(jīng)DSC分析測得其軟化點(diǎn)為105.5°C. C/C復(fù)合材料的制備浙青基C/C復(fù)合材料總的制備過程如所示，其中常壓制備與高壓制備的，不同之處僅在于碳化工序的差異，常壓碳化時使用井式加熱爐，N2作保護(hù)氣體，高壓碳化時采用特殊裝置機(jī)械加壓，壓力分別為40MPa、80MPa和100MPa.表面處理是為了改善碳纖維與碳基體的界面結(jié)合狀況，以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。整個致密工藝過程中，工藝循環(huán)次數(shù)過少，材料達(dá)不到預(yù)期密度；但次數(shù)過多會增加制備成本，且致密效率逐漸降低。大量試驗表明，循環(huán)次數(shù)以4~5次比較合適。本試驗所選瀝青軟化點(diǎn)為105.5 C可知其密度為1.37g/cm3.根據(jù)本文試驗結(jié)果測得100MPa碳化壓力下浙青的碳化收率Cy為88%假設(shè)浸漬效果為最好，即n=1，則由和致密效率。其中致密效率是根據(jù)不同壓力下所制得最終制件實測密度值（此時n=4）由式（3）計算得出。然后再由致密效率和式（3）計算出制件在其它不同工序循環(huán)（分別為1、2、3）時的密度值（即理論計算值）。為直觀起見，計算值與實測值的比較示于由可以看出，理論計算值與實測值比較相近，說明式（3）或（4）可以用來對致密工藝進(jìn)行預(yù)測，并能收到良好效果。

　　    擱壞次數(shù)/次循環(huán)次。數(shù)/次不同碳化壓力制備出的C/C復(fù)合材料密度變化實測值與計算值的比較3結(jié)論1瀝青基lC/6h復(fù)合，材料的制備過中遂于！定的預(yù)制體和復(fù)合材料制備制件密度只與循環(huán)。net次數(shù)有關(guān)，其規(guī)律可以用公式dcn=Vd/+（1―Vf）（1―（一n））dm表達(dá)。

　　    通過理論計算值與實測值的比較，說明該表達(dá)式可以用來對C/C復(fù)合材料制備工藝中制件密度變化進(jìn)行預(yù)測，并且能夠為工藝的制訂提供理論依據(jù)。