碳纤维增强陶瓷基复合材料
陶瓷具有优异的耐腐蚀性、耐磨性、耐高温性和化学稳定性,广泛应用于工业和民用产品。它的弱点是对裂纹、气孔和夹杂物等细微缺陷很敏感。
而碳纤维增强陶瓷基复合材料(CMC-Cf)在克服陶瓷材料脆性的同时,发挥了其比强度高、耐高温性能优异等优点,同时碳纤维作为增强相,实现了复合材料的轻量化并具有优良的力学性能、抗磨损性能和热传导性能,成为高温结构材料的研究热点。此法的优点是工艺装备简单,手工完成比较复杂的操作,能加工出形状复杂的零件,适用于小批量生产。目前,CMC-Cf的基体主要有碳、碳化硅、微晶玻璃以及多元多层复合材料等。然而CMC-Cf在温度高于400℃时,一旦与氧化介质接触,碳纤维将被氧化,性能迅速下降,影响材料的整体性能和使用寿命。碳纤维增强树脂基复合材料
树脂基复合材料具有比强度高、可设计性强、性能好、耐腐蚀性能好以及便于大面积整体成型和具有特殊的电磁性能等独特优点。由沥青制取碳纤维,原料来源丰富,碳化收率高,但因原料调制处理复杂、产品性能较低,亦未得到大规模发展。酚醛树脂虽然是老的一类热固性树脂
,但由于他的原料易得,合成方便,以及酚醛树脂具有良好的机械强度和耐热性能,尤其是具有突出的瞬间耐高温烧蚀性能,(贺福.碳纤维及其应用技术[M].北京:化学工业出版社,2004)而且树脂本身又具有广泛性的余地,素以目前酚醛树脂仍广泛用于制造玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等复合材料(贺福、王茂章 碳纤维及复合材料【M】.北京;科学出版社,1995)1963年,英国皇家航空研究所(RAE)的瓦特和约翰逊成功地打通了制造PAN基碳纤维(在热处理时施加张力)的技术途径
1964年,英国Courtaulds,Morganite和Roii--Roys公司利用RAE技术生产PAN基碳纤维 1965年,日本群马大学的大谷杉郎发明了沥青基碳纤维美国UCC公司开始生产高模量黏胶基碳纤维(石墨化过程
中牵伸)1970年,日本吴学公司生产沥青基碳纤维(10吨/月),日本东丽公司与美国UCC进行技术合作
1971年,日本东丽公司工业规模生产PAN基碳纤维(1吨/月),碳纤维的牌号为T300,石墨纤维为M40
东莞市明轩碳纤维科技有限公司位于东莞市南城蛤地工业区,主要以碳纤维板、碳纤维管、碳纤制品的生产及CNC加工为一体的生产型企业。
碳纤维复合材料导热性差,在钻孔过程中钻头与复合材料产生大量的摩擦热,而碳纤维复合材料热导率小,热量难以在加工中排除使得切削出温度升高,加速了钻头的磨损。一般不单独使用,多作为增强材料加入到树脂、金属、陶瓷、混凝土等材料中,构成复合材料。碳纤维复合材料在钻孔加工技术中必定要采取一些措施防止在加工过程中使材料发生损坏,得不偿失。