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了解碳碳复合材料多方领域的应用

了解碳碳复合材料多方领域的应用

    西北工业大学实现了高性能CVI沉积C/C复合材料喉衬的制备和批量生产,研发了10余种型号的喉 衬产品,成功应用于兵器、航天等领域。

   上海大学研制的各类C/C复合材料喉衬,在长征二号捆绑式火箭发动机、铱星、亚星二号以及艾克斯达一号卫星发射中用于近地点发动机均获圆满成功 。

    在航天热防护材料及航空发动机热结构部件方面,北京航天材料及工艺研究所、西安航天复合材料研究所、中南大学、西北工业大学等单位均具备生产C/C复合材料大型复杂构件的能力。西北工业大学研制的C/C前缘模拟件,在气流总焓为 2650 kJ/kg、气流速度为 2040 m/s的高超声速电弧等离子风洞中经历三次700s 循环考核(累计时间2100 s)后线烧蚀率仅为 8.1×10−5 mm/s;研制的带涂层喷管试件在1600 ℃燃气风洞冲刷环境下抗氧化时间超过300h,可满足多方面的应用需求。

    在生物医学领域,由于C/C复合材料具有与人工骨相近的弹性模量及生物相容性,具有广阔的应用前景。最早临床用碳质人工骨由吉林碳素厂研究所提供,碳质人工骨包括:碳质股骨头、股骨上下端、桡骨上下端、下颌骨、颅骨、肋骨等十余个品种。山东大学研究发现:C/C复合材料有利于促进骨组织的生成,并且在C/C表面制备CaP涂层效果更佳显著。
    在民用领域,国内较为成熟的是C/C复合材料在太阳能领域作为单晶硅炉、多晶硅铸锭炉及氢化炉热 场材料使用。应用于氢化炉热场、直拉单晶热场、多晶硅铸锭热场、太阳炉电池镀膜等领域。

    由于未经处理C/C复合材料为生物惰性材料,为使其具有一定的生物活性,必须对其进行表面处理。西北工业大学进行了系列羟基磷灰石(HA)涂层研究,很好地解决了 C/C 复合材料的生物惰性问题。

    在工业领域,C/C复合材料可作为柴油机活塞及连杆材料使用,C/C复合材料柴油机部件可使其使用 温度由原来的300℃提高至1100℃,同时其密度低, 减少了能量的损失,热机效率可达48%;由于C/C复合材料热膨胀系数较低,在有效温度内可不使用密封环等材料,简化了构件结构。更多碳碳复合材料信息可查看http://www.tqtf008.top

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