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碳纖維復合材料的結構與性能
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纖維增強基復合材料是由碳纖維織物增強碳或石墨化的樹脂碳以及化學氣相沉積碳所形成的復合材料,簡稱碳-碳復合材料。它以碳纖維或碳纖維織物為增強體,以碳或石墨化的樹脂為基體。復合以后的這種材料在高溫下的強度好,高溫形態穩定,升華溫度高,燒灼凹陷性,平行于增強方向具有高強度和高剛性,能抗裂紋傳播,可減震,抗輻射。

碳復合材料的特性主要表現在力學性能、熱物理性能和熱燒灼性能三個方面

1、密度低(1.7g/cm²左右)在承受高溫的結構中,它是最輕的材料;高溫的強度好,在2200°C時可保留室溫強度;有較高的斷裂韌性,抗疲勞性和抗蠕變性;而且拉伸強度和彈性模量高于一般的碳素材料,纖維取向明顯影響材料的強度,在受力時其應力-應變曲線呈現“假塑性效應”即在施加載荷初期呈線性關系,后來變成雙線性關系,卸載后再加載,曲線扔為線性并可達到原來的載荷水平。

2、熱膨脹系數小,比熱容高,能儲存大量的熱能,導熱率低,抗熱沖擊和熱摩擦的性能優異。

3、耐熱燒蝕的性能好,熱燒蝕性能是在熱流作用下,由于熱化學和機械過程中引起的固體材料表面損失的現象,通過表層材料的燒蝕帶走大量的熱量,可阻止熱流入材料內部,C-C材料是一種升華-輻射型材料。

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