流程

原材料的诸多条件决定了材料的所能展现出来的能力和作用[9]。首先可以选择碳纤维种类；碳碳复合材料体形成工艺；体致密化工艺和最后产品加工等[10]。

1.2 C/C复合材料的预制体

材料的增密速度和过程以及材料的最终性能，取决于预制体。因为它是碳碳复合材料制备的前提和基础。凡事都会有要求，生产过程中同样如此，想并思考一下预制体有什么性能[11]。纤维的交织和取向特点对于其性能尤其重要，因此要把它怎么成型的要放在首要位置。

其制备属于纺织范畴，和纺织材料结构类似，机织结构预制体、针织结构预制体等都在它的范围之内，面对各方面的需求，预制体都能满足[12-13]。

1.3 预制体的设计和制备

1.3.1 预制体的设计 

预制体的结构有2部分，是我们非常熟悉的无纬布层和网胎层叠层，其与物体摩擦的能力和力学方面的能力由于那2部分得到了强化，但无纬布层和网胎层有个缺点，就是它们的内孔径之间一点点的不同还是让其不是外部的孔隙发生变化，其密度梯度不存在于它的厚度方向，以致在CVI的过程中较难向内渗透气体，预制体表面的气体非常多，热分解碳沉积速率较快；而内部的反应则是相反。在沉积过程一段时间之后外表孔隙不同，气体无法从外面到里面继续扩散沉积，其里面出现了很多不通的孔，影响其性能与表现。如今有两个方面解决这个问题：一是让沉积速率降低和反应气体扩散速度加快，方法是降低温度和压力，[14-15]；另一种是发现外表的孔隙不通，就停止过程，马上除掉其外表坚硬的东西[16]。但是无论怎么样都会使制备时间变长，密度梯度问题依然存在。

既然存在问题，就要设计解决方案，目的让预制体组成不动，但在预制体厚度上存在一定的密度梯度，所以内孔径和外孔径差异较大，气体方便从外面进入材料里面。第一种为双层预制体，其预制体特点是上层材料密度比下层材料密度小；第二种为三层材料，其特点和双层的不一样。在沉积过程中，由于其表面块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比

和洞的直径大小较大，气体更容易从外部进去里面，导致内外浓度接近，内外悬浮在液体中的固体颗粒的连续沉降速率相近。与此同时，因为其外表洞的直径大，就会有更大的空间给物体流动。有了这种方法，孔洞关系就不会出现了，“密度梯度”也消失了，省时省力。

1.3.2 预制体的制备

将0º和0º垂直的无纬布层和网胎层交替叠加成网，同时倒三角形的刺针勾住一点碳纤维经一定的角度扎入纤维网中`751^文*论[文]网www.751com.cn，之后将分散的个体结成为一个整体即完成[17]。其步骤主一般有：当选择碳纤维纤维作为原材料时，选择没什么杂质、强度高、模量高和较大断裂伸长的，把长碳纤维裁短，通过常规方法，把无序的纤维变成成一个网面，同理长丝变成0º和0º垂直的无纬布层；轮流用上述2种东西使之成网；在网里面的针刺会让纤维下移，并且最终会回升一点，非水平方向在里面的是被上述控制住的纤维，上述2种东西变成1种东西，得到我们想要的东西[18]。其里面的长丝如同细条，有规则，大分子或链段等各种不同结构单元包括微晶体沿纤维轴规则排列程度高。但是网胎层的情况就恰恰相反。不同层轮流排列，针刺纤维在垂直方向上固定预制体。

网胎面密度会跟着预制体的体积密度变大而变大；一般来说，碳布多，其包含实体积越高；但是材料层间密度不同，层间密度和制得的预制体密度息息相关。因为碳布面密度或网胎面密度增加，其耦合性就会提高，其包含实体积随之增加；纤维束排列均匀紧密，网胎层的情况则相反，无纬布层纤维束间的空隙比网胎层内的空隙小，因此当碳布所占比例大，另一个所占比例就小，预制体就比以前更紧密，其ρ会较高；曾与层ρ大，相同厚度情况下其纤维铺层较多，即材料晶胞中原子本身所占的体积百分数较高，孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比少，因而ρ较高。 碳/碳复合材料预制体的制备研究(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_44612.html