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碳纤维复合材料的结构与性能
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纤维增强基复合材料是由碳纤维织物增强碳或石墨化的树脂碳以及化学气相沉积碳所形成的复合材料,简称碳-碳复合材料。它以碳纤维或碳纤维织物为增强体,以碳或石墨化的树脂为基体。复合以后的这种材料在高温下的强度好,高温形态稳定,升华温度高,烧灼凹陷性,平行于增强方向具有高强度和高刚性,能抗裂纹传播,可减震,抗辐射。

碳复合材料的特性主要表现在力学性能、热物理性能和热烧灼性能三个方面

1、密度低(1.7g/cm²左右)在承受高温的结构中,它是最轻的材料;高温的强度好,在2200°C时可保留室温强度;有较高的断裂韧性,抗疲劳性和抗蠕变性;而且拉伸强度和弹性模量高于一般的碳素材料,纤维取向明显影响材料的强度,在受力时其应力-应变曲线呈现“假塑性效应”即在施加载荷初期呈线性关系,后来变成双线性关系,卸载后再加载,曲线扔为线性并可达到原来的载荷水平。

2、热膨胀系数小,比热容高,能储存大量的热能,导热率低,抗热冲击和热摩擦的性能优异。

3、耐热烧蚀的性能好,热烧蚀性能是在热流作用下,由于热化学和机械过程中引起的固体材料表面损失的现象,通过表层材料的烧蚀带走大量的热量,可阻止热流入材料内部,C-C材料是一种升华-辐射型材料。