碳基复合材料在机械工程中的应用课件.pptVIP

碳基复合材料在机械工程中的应用; 顾名思义，碳基复合材料就是以碳纤维(织物)或碳化硅等陶瓷纤维(织物)为增强体，以碳为基体的复合材料。; 碳基复合材料的简介; 碳基复合材料的性质; 碳基复合材料的优缺点; 碳基复合材料的应用; 碳基复合材料在各领域中的应用;碳纤维年耗量( 2004 年10 月德国汉堡国际碳纤维会议); 近年来, 美、俄、法等国家又开发了许多混杂其它材料的新型碳/ 碳材料, 以满足不同的特殊使用要求： 在碳/ 碳材料中混入Si 3 N4 、Si C、Ti C、Ta O、Ta C 等粉末, 以提高碳/ 碳材 料抗粒子侵蚀性能。 更新的弹头鼻锥防热材料是针刺细编织物在穿刺或编织过程中加入改进性能的组分,如耐熔金属丝、耐侵蚀粒子等, 这样可大大改进抗粒子侵蚀性能, 达到“全天候”的目的。 此外, 四向或更多向碳基复合材料也是研制发展的方向, 由于采用了交错网络结构和增加了增强方向数, 不仅增加了各向同性、提高了抗侵蚀能力, 也改进了耐烧蚀性。 ;1.航天航空;图 复合材料在民机上的应用;1.1碳/ 碳复合材料刹车盘; 就微观结构而言, 石墨晶体属于层状结构, 碳原子排列于一系列相距较远( 0 . 3414 nm ) 的原子面上, 在各层面上的碳原子按正六角形排列, 原子在同层之内的结合力远远大于层间结合力, 邻层之间的结合键能明显较低, 容易滑移, 摩擦阻力小, 而薄片层内的碳原子在滑动时却不会溃散, 有较大的承载能力。 同时碳/ 碳材料又不属于纯石墨结构, 碳/ 碳复合材料中碳纤维和热解碳的微观组织属于乱层石墨结构, 因而摩擦系数比石墨高。 碳纤维一方面起着增强基体的作用, 使刹车盘具有足够的强度和刚度, 同时由于其石墨化度不高, 提高了摩擦系数, 因此通过调整碳/ 碳材料碳纤维的体积含量可以得到既有足够强度又有适中摩擦系数的碳/ 碳盘, 通过改变基体热解碳的石墨化度还可以进一步改善其摩擦磨损性能。从而使碳/ 碳刹车盘具有合适的摩擦系数和很好的耐磨性。采用碳/ 碳盘后更换周期大幅度延长, 一个周期可达到1500 ～3000 个起落, 寿命提高5～ 6 倍 ;国外现状;国内现状;　1.2碳/ 碳复合材料发动机热端;国???现状;近几年来西北工业大学开展了一些研究工作, 主要进展有以下几个方面: ( 1) 针对碳/ 碳复合材料生产周期长、工艺难度大、成本居高不下的问题, 开发了两种新的成形工艺法, 即超高压成形工艺和快速气相沉积工艺, ( 2) 为解决碳/ 碳材料的氧化问题, 通过在基体中添加的SiO2 、ZrO2 , Al2O3 等, 研究了基体改性对抗氧化的影响 ( 3) 在超高温性能测试及评价方面, 已研究了单向碳/ 碳复合材料在1900 ～ 2300℃ 的持久强度和蠕变特征, ( 4 ) 在应用研究方面, 制备出了微型发动机尾喷管、叶片样件、高温保护套管等，研究了多种制件的成形工艺方法。;2.火箭发动机;先进固体发动机喷管材料应用;现状：;3.其它：; 碳基复合材料的发展趋势与前景;航空领域的发展与前景; 目前,美国、俄罗斯等国都把以碳基复合材料为代表的先进功能结构材料应用于导弹、航天飞机、火箭发动机以及飞机的制动器方面随着现代无线电技术和雷达探测技术的迅猛发展，军事防御系统对武器装备的隐身能力提出越来越高的要求。微波吸收材料作为一种重要的军事隐身功能材料，其发展引起广泛的关注。由于传统型吸波材料密度大、吸收频带窄，使其应用受到限制，因此新型吸波材料的开发成为主要的研究方向; 碳纤维复合材料主要是以满足航空航天对高性能材料的要求而发展起来的。随着碳纤维复合材料的优异性能越来越多地被认识和接受，其在能源、交通、汽车、海洋、建筑及其他工业部门的应用近年来在快速地发展。 根据产品规格的不同，碳纤维目前被划分为宇航级和工业级两类，亦称为小丝束和大丝束。宇航级碳纤维为小丝束碳纤维，主要应用于国防军工和高技术，以及体育休闲用品等。工业级碳纤维应用于纺织、医药卫生、机电、土木建筑、交通运输和能源等民用工业。 ;电化学;传感器 ;催化剂材料及载体 ; 超级电容 ;电池材料;电子器件方面的发展与前景;光电器件;;;国外碳发展趋势及趋势 ; 在欧洲，低成本复合材料结构在运输机主翼上的适用性研究进入最终阶段；在美国，空军NASA制定了各种计划，其中有代表性的计划是ACT计划 ，其开发目标是相对于现有铝结构成本降低25%，该目标非常之高。 ; 我国从 20 世纪 60