碳碳复合材料应用领域、制备方法及工艺制备流程包括哪些？

目前，碳/碳复合材料的制备方法因致密化工艺的不同可主要分为化学气相沉积法、 液相浸渍法以及这两种方法的综合使用。

1. 碳碳复合材料概况

炭/炭复合材料是以粉末冶金技术为基础，是结构－功能一体化的新型材料，具有密 度低、比强度大、摩擦特性优良、耐高温、耐热冲击等一系列优异性能，广泛应用 于航空、航天等领域。飞机刹车副是炭/炭复合材料最主要的应用领域之一，目前， 世界上有 60 余型飞机使用炭/炭复合材料飞机刹车副，其用量占炭/炭复合材料年消 耗量的 60%左右；航空发动机的喷嘴等热构件是其在航空领域的另一应用。在航天 领域，炭/炭复合材料广泛应用于航天飞机的机翼前缘、火箭发动机尾喷管等超高温 部位。此外，炭/炭复合材料在机械制造、交通运输和化工等领域也具有广阔的应用 前景，如用作热压模具、真空炉和单（多）晶硅炉发热体、隔热体以及紧固件、汽 车与火车刹车片、热交换器、人造骨等。

2. 碳碳复合材料制备方法

目前，碳/碳复合材料的制备方法因致密化工艺的不同可主要分为化学气相沉积法、 液相浸渍法以及这两种方法的综合使用。化学气相沉积法中，基体碳与纤维结合紧密、结构可调，该法成为制备高性能碳/碳复合材料的首选方法。化学气相沉积法利 用甲烷、丙烯等碳氢化合物在高温下热解产生的碳沉积在碳纤维预制体孔隙内，实 现碳纤维预制体的致密化，从而得到碳/碳复合材料。液相浸渍法将碳纤维预制体浸 入液态浸渍剂中，通过真空、加压等措施使浸渍剂渗入预制体的孔隙，再经固化、 碳化、石墨化等一系列处理过程，最终得到碳/碳复合材料。

3. 碳/碳复合材料工艺制备流程

步骤一：碳纤维经过织布、成网、准三维成型、复合针刺等技术，形成碳纤维预制 体（毛坯）。

步骤二：甲烷经过高温裂解，分解出碳和氢。

步骤三：碳沉积附着于预制体中的碳纤维上，形成碳/碳复合材料，该工艺过程需要 重复多个沉积周期。

步骤四：把经过重复多次化学气相沉积的碳/碳复合材料在 2,200 度以上的高温中纯 化和石墨化，使产品性能达到使用要求。