碳碳复合材料是最有发展前途的高温材料

碳/碳复合材料是指以碳纤维及其织物增强的碳基体复合材料，具有低密度、高强度、高模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是如今在 1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达 2600℃，因此被认为是最有发展前途的高温材料之一。



碳/碳复合材料的制备工艺主要有化学气相法和液相浸渍法。化学气相法以有机低分子气体为前驱体，液相浸渍法以沥青等热塑性树脂或酚醛树脂等热固性树脂为前驱体，这些原料在高温下发生一系列复杂化学变化而转化为基体碳。



其中，化学气相法是直接在坯体孔内沉积碳，产品的物理机械性能比较好，但生产周期较长。液相浸渍法是将碳纤维制成的预成型体浸入液态的浸渍剂中，通过固化、碳化、石墨化等一系列过程的循环，最终得到碳/碳复合材料，生产工艺较简单，但产品致密性不强影响其物理性能。为了得到更好的致密化效果，通常采用两种方法相结合，制备具有理想密度的碳/ 碳复合材料。



碳/碳复合材料作为优异的热结构和功能一体化工程材料，自诞生以来在军工方面得到了长足的发展，其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件。由于其耐高温、摩擦性好，目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件、飞机刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动机的热端部件等。



目前，固体火箭发动机喷管和刹车盘是碳/碳复合材料的两大主要应用领域。其中一半以上的碳/碳复合材料用于飞机刹车装置。碳/ 碳复合材料制作的飞机刹车盘重量轻、耐温高、比热容比钢高2.5倍；同金属刹车材料相比，可节省40％的结构重量，使用寿命可提升 5 ～7倍，刹车力矩平稳，刹车时噪声小。因此，碳刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。