碳纖維內(nèi)部抗氧化技術(shù)和抗氧化涂層的要求

1.內(nèi)部抗氧(Oxygen)化技術(shù)

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內(nèi)部抗氧(Oxygen)化技術(shù)是從兩方面來(lái)解決C/C復(fù)合材料的抗氧化問(wèn)題(Emerson)，其一是改進(jìn)纖維的抗氧化問(wèn)題，其二是改進(jìn)基體材料的抗氧化性。
 
　　(1)改進(jìn)纖維的抗氧(Oxygen)化(抗氧化自由基)性能
  纖維抗氧(Oxygen)化性能的提高的手段有兩種，一是提高纖維的石墨(化學(xué)式C )化度，從而提高纖維的抗氧化性，另一種方法是在纖維的表面進(jìn)行涂層，使纖維得到保護(hù)。

 
　　(2)提高C/C材料(Material)基體的抗氧化（oxidation)性
  
可以通過(guò)加入氧化（oxidation)抑制劑的方法來(lái)提高C/C材料(Material)基體的抗氧化(抗氧化自由基)性，如加入含磷(P)化合物等，通過(guò)磷與氧的作用，使氧失去氧化活性，從而達(dá)到抗氧化的目的，但效果并不理想。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。另外一種方法是在基體中加入抗氧化組分，如重金屬、陶瓷(原料:非金屬礦物)等可以提高C/C復(fù)合材料的抗氧化性，還可以在基體中加入有機(jī)硅、有機(jī)鈦（Ti)等，使基體C被SIC和TIC取代也可達(dá)到抗氧化的目的。
一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)部抗氧化方法，只能解決1000℃以下的C/C復(fù)合材料(Material)的氧化防護(hù)問(wèn)題(Emerson)，更高溫度的抗氧化問(wèn)題的解決還需要與其他抗氧化技術(shù)相結(jié)合。
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  2.抗氧化（oxidation)涂層的基本要求

 
　?、倏寡?Oxygen)化涂層的氧氣滲透（Osmosis)率要低，能夠有效阻止氧的侵入。

 
　?、诳寡趸繉右茏畲蠡瘻p少碳向外擴(kuò)散，這點(diǎn)對(duì)含有氧化物的涂層尤為重要，因?yàn)檠趸镆妆籆還原。

 
　?、弁繉优c基體碳之間要能良好結(jié)合，形成比較高的結(jié)合強(qiáng)度。對(duì)多層涂層來(lái)說(shuō)，各層之間也要有良好的結(jié)合強(qiáng)度，以免分層或掉落。

 
　?、芡繉优c基體、涂層的各層之間的熱膨脹(inflate)系數(shù)要盡可能接近，避免在較大的熱應(yīng)力作用下涂層出現(xiàn)裂紋或剝落。
 
　　⑤涂層要能承受一定的壓力和沖擊力，及耐腐蝕性，以保證C/C復(fù)合材料(Material)的使用性能。 123456

 
　?、尥繉优c基體及涂層之間在高溫下不能相互反應(yīng)，可發(fā)生高溫分解。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
 
　?、咄繉硬牧?Material)的蒸汽壓（vapor pressure)要低，以防止涂層的揮發(fā)。碳纖維配件“外柔內(nèi)剛”，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國(guó)防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。