碳碳復合材料的耐高溫性能

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　　碳(C)碳復合材料(Material)是碳纖維增強碳材料，這種材料物理性能穩定（解釋:穩固安定；沒有變動)、耐磨損（零部件失效的一種基本類型）、耐高溫、耐蠕變（creep)、耐熱振具有良好的性能，是比比較高端的耐高溫材料(非金屬化合物)。碳纖維配件“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國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，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。這種材料有一種獨有的性能是在2000攝氏度(℃)的高溫環境下，自身的力學性能不會降低（reduce)，甚至會有所增強。那么碳碳復合材料在高溫環境下有哪些性能呢下面新材來給大家做一下介紹。
　　所有碳(C)碳復合材料(Material)的高溫強度（strength)均大于室溫強度.但具體的變化情況(Condition)取決于材料的纖維狀態、基體結構和熱處理(chǔ lǐ)溫度（temperature)度等。碳纖維生產具有許多優良性能，碳纖維的軸向強度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數小且具有各向異性，耐腐蝕性好，X射線透過性好。良好的導電導熱性能、電磁屏蔽性好等。碳纖維生產傳統的玻璃纖維相比，楊氏模量是其3倍多；它與凱夫拉纖維相比，楊氏模量是其2倍左右，在有機溶劑、酸、堿中不溶不脹，耐蝕性突出。對單向談談復合材料，其強度在1 200℃左右達到最大，溫度繼續升高則強度減小。但同時能觀察到材料發生輕微的塑性變形，這從模量下降和應變增加可以看出。而多向碳碳復合材料則能在更高溫度下保持其力學性能, 2D碳碳強度隨溫度的升高持續增加，模量在500-1400℃之間大幅提高，超過1400℃則變化相應比較平緩;若用碳氈作增強體，碳碳復合材料的強度、模量均先升后降，強度在2200℃左右達到最大值，模量在1700℃左右達到其峰值（peak）;3D碳碳在各向的纖維包含比重有差別，使得抗拉強度隨溫度的變化趨勢（trend)(variation tendency)不同，在纖維含量高的方向強度持續增加，超過1500℃后增加更快，而在纖維含量較低的方向強度則先提高，至1500℃達最大值，隨后強度下降。
 
　　在高溫條件下，材料(Material)力學性能的提高應歸因于材料結構的變化,而結構的變化同時又影響(influence)了材料的應力傳導機制,進而改變了材料的破壞(vandalism)機理。結構的變化主要包括(bāo kuò)兩方面，一是大缺陷的愈合，二是由于纖維、基體熱膨脹(inflate)導致(cause)的應力裂紋的閉合。前者使得力學性能提高，而后者改變了材料的破壞機制。對碳碳復合材料高溫損傷的研究（research)表明，斷裂（fracture)韌度(Toughness)(即裂紋擴展能)隨測試（TestMeasure)溫度（temperature)提高而增加,原因是高溫條件下缺陷和裂紋的閉合以及纖維與基體、基體與基體間界面結合加強，增加了損傷或裂紋擴展的阻力。
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