碳纤维定制成型之短切工艺

2020-08-13 16:11:05 嘉兴恒隆复合材料有限公司 浏览次数 74

         短切碳纤维预制体是由短切碳纤维搭桥,通过基体碳在搭接点将相邻的纤维粘结起来,经碳化组成的平面叠加结构。它是一种新型的碳碳复合材料,除具有碳碳材料的诸多优点外,还具有一些独特的性能。例如,低密度(0.10~0.40 g/cm3 )、低热导率(<0.21W/(m.K))、低热膨胀系数(<0.024)、抗热冲击性(0.2~0.6 MPa)和高孔隙率(>50%)。这些独特的优点使其在高温隔热领域具有广泛的应用,目前主要应用于国外航天器的热防护材料和高温炉用隔热材料。

1.应用前景

         短切碳纤维板材材料预制体由于其具有低密度、低热导率、低热膨胀系数、高孔隙率等优点,使其在航天和高温隔热领域有着广阔的应用前景。由于短切碳纤维预制体是低密度碳碳复合材料,其具有碳碳复合材料的一系列优点,也继承了碳碳复合材料的缺点。

       

碳纤维定制加工


        弹性垫厚度决定了弹性垫的压缩量的大小,受压弹性量决定了手动钻孔时减少手动进给力的大小。性垫材料的厚度选择取决于碳纤维定制加工复合材料时轴向力、加工孔径和弹性垫直径的大小。碳纤维板材复合材料钻孔加工较适合的轴向力需要控制在30-50N的范围,孔分层、撕裂等缺陷较少。

   
 
2.成型工艺


        对于短切碳纤维预制体来说其原料简单,主要是短切碳纤维和粘结剂,其成型工艺是关键。目前其制备工艺有:溶液浸渍法、真空成型法、重力沉降成型法,加压排液成型法等。考虑到经济和方便,以及工艺和设备相对简单,制备短切碳纤维预制体的主要方法是加压排液法和真空成型工艺,其中真空成型法特别适合制备极高孔隙率的短切碳纤维预制体。

        目前短切碳纤维预制体的制备方法主要有真空成型和压滤成型法。其中短切碳纤维预制体真空成型很早便被国外的学者进行了研究并实现工业化。
碳碳复合材料是由碳基体和增强碳纤维定制加工组成的,其组分为不同形态的碳,而碳在高温条件下很容易被氧化。碳碳复合材料在400℃以上就会迅速被氧化,各种性能出现明显下降,碳复合材料的易氧化性能限制了其在航空航天领域进一步应用。







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