【环氧板】的工艺

【环氧板】的工艺

化学气相渗透工艺(CV)是化学气相沉积(CVD)的一 种特殊形式,其本质是气 固表面多相化学反应。CVI中预制体是多孔低密度材料，沉积主要发生于其内部纤维表面;而CVD是在衬底材料的外表面上直维预制体置于CVI沉积炉中告直接沉积涂层。C/C复合材料的CVI工艺是将具有特定形状的碳纤

制体内部，在一定温度下发生光气态的碳氢化合物(CH ,CH,等)通过扩散、流动等方式进人预沉积的持续进行,环氧板表面的热解反应生成热解碳并以涂层的形式沉积于纤维丝表面:随着重叠,成为材料内的连续的热解碳涂层越来越厚,纤维间的空院越来越小，最终各涂层相互相，即碳基体。以甲烷(CH)为碳源沉积碳的过程可表示为CH,(气)- -C(固) + 2H,(气)在沉积过程中，一般使用H:来调节进人沉积炉中碳氢化合物的浓度。在CVI增密碳纤维预制体的过程中:碳纤维是热解碳生长的天然核心，二者结合紧密;同时热解碳的微观结构可以通过调节工艺参数来灵活调控，以获得满足性能要求的热解碳结构。

对热解沉积过程可作如下描述:①通过扩散或流动传质，气体由多孔预制体表面向内部纤维表面渗透;②反应气体在纤维表面被吸附;③吸附物在纤维表面或表面附近发生化学反应，生成热解碳沉积于纤维表面;④副产物分子从纤维表面解吸;⑤气态副产物通过传质作用从预制体内排出。这些过程是依次发生的,最慢的一步控制着总的沉积速率。其中①⑤气体传输步骤，表示气体分子在主气流和生长表面间的迁移，由这两步控制的沉积过程称为“传输控制”;②③④与表面沉积反应相关的步骤，由这些步骤控制的速率称为“化学反应控制”。沉积温度较低时化学反应速率比气体传输速率小，沉积主要受化学反应控制;随温度的提高，化学反应加速,气体传输逐渐成为总速率的制约因素。因此,高温时，沉积主要受气体传输控制。

用CVI法制备环氧板材料的目的是获取具有结构完整性和密度均匀性的制件。为实现这-点，就要协调好气体的输送和反应温度的关系，使制件不同的部位都能获得良好的沉积效果。由于整个致密化过程是在动态条件下进行的,很难用平衡态热力学描述，就目前而言工艺控制主要依赖于经验。

对热解沉积过程可作维表面渗透;②反应气体作如下描述:①通过扩散或流动传质，气体由多孔预制体表面向内部纤在纤维表面被吸附;③吸附物在纤维表面或表面附近发生化学反应，生成热解碳沉积于纤维表

面;④副产物分子从纤维表面解吸;⑤气态副产物通过传质作用从预

制体内排出。这些过程是依次发生的，最慢的步控制着总的沉积速率。 其中①⑤气体传输步骤，表示气体分子在主气流和生长表面闻的迁移，由这两步控制的沉积过程称为“传输控制”;②③④与表面沉积反应相关的步骤，由这些步骤控制的速率称为“化学反应控制”。沉积温度较低时化学反应速率比气体传输速率小，沉积主要受化学反应控制:随温度的提高，化学反应加速,气体传输逐渐成为总速率的制约因素。因此，高温时,沉积主要受气体传输控制。用CVI法制备环氧板材料的目的是获取具有结构完整性和密度均匀性的制件。为实现这一点，就要协调好气体的输送和反应温度的关系，使制件不同的部位都能获得良好的沉积效果。由于整个致密化过程是在动态条件下进行的,很难用平衡态热力学描述,就目前而言工艺控制主要依赖于经验。

CVI致密化工艺的优点是工艺简单、基体与纤维结合紧密、基体性能好、增密的程度便于精确控制,由其所制备C/C复合材料的综合性能要好于由液相浸渍法制备的，通过改变CVI工艺参数，还可以得到不同结构、不同性能的C/C复合材料,是制备高性能碳碳复合材料的首选方法。其缺点是制备周期太长,生产效率较低。

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