根據增強體的形態可將陶瓷基復合材料分為顆粒增強陶瓷基復合材料、纖維（晶須）增強陶瓷基復合材料、片材增強陶瓷基復合材料等。由于增強體直接關系到復合材料的性能特征，因此其制備也比陶瓷基體更為復雜、要求更高。陶瓷基復合材料的成功制備直接取決于高性能增強體如纖維等的成功制備。由于陶瓷基復合材料的增強體尤以纖維類重要，本節將簡述纖維（晶須）類增強體制備技術的相關內容。
碳纖維及其預成型體的制備
碳纖維是由有機纖維經固相反應轉變而成的纖維狀聚合物碳。含碳95%左右的稱為碳纖維；含碳量99%左右的稱為石墨纖維。碳纖維密度小，比強度、比模量大，耐熱性和耐腐蝕性好，成本低，批生產量大，是一類極為重要的高性能增強體。
碳纖維主要的制備工藝是先驅體轉換法，即將有機纖維（原絲）經過穩定化處理后，再在惰性氣氛的高溫下熱解碳化，形成碳纖維。制備碳纖維的主要原材料自聚丙烯腈(PAN)纖維、人造絲（黏膠纖維）、瀝青(pitch)等。碳纖維的制備一般都包括以下三個階段。
①穩定化處理又稱不溶化處理或預氧化處理，目的是使原絲變為不溶不熔，以防止往后來的高溫處理中熔融或者粘連，通常在100- 300℃范圍內進行。
②碳化熱處理 有機化合物在惰性氣氛中加熱到1000- 2000C時，非碳原子（氮、氧、氧等）將逐步被驅除，碳含量逐步增加，固相間發生一系列脫氫、環化、交聯和縮聚等化學反應，此階段稱為脫碳過程，形成由小的亂層石墨晶體組成的碳纖維。
③石墨化熱處理 當溫度升到2000- 3000℃時，非碳原子進一步排除，反應形成的六角平面逐步增加，排列也較規則，取向度顯著提高，由二維亂層石墨結構向三維自．序結構轉化，此階段稱為石墨化過程，形成的石墨纖維彈性模量大大提高。該步驟不是每種碳纖維都必需的。
一般地，采用以上方法制備的碳纖維還需進一步制備成為預成型體，尤其對于制備碳／碳復合材料，其增強體一般都是由碳纖維編織成的預成型體。預成型體足一個多孔體系，含有大量空隙。如三維碳／碳復合材料中常用的22-3結構的預成型體中的纖維含量僅有40%，也就是說其中空隙就占60%。
對于碳／碳復合材料，其預成型體可分為單向、二維和三維，甚至可以是多維方式（見圖5-3），大多采用編織方法制備。在制備圓桶、圓錐或圓柱等預成型體時需要采用計算機控制來進行編織。
碳纖維主要的制備工藝是先驅體轉換法，即將有機纖維（原絲）經過穩定化處理后，再在惰性氣氛的高溫下熱解碳化，形成碳纖維。制備碳纖維的主要原材料有聚丙烯腈(PAN)纖維、人造絲（黏膠纖維）、瀝青(pitch)等。碳纖維的制備一般都包括以下三個階段。
①穩定化處理又稱不溶化處理或預氧化處理，目的是使原絲變為不溶不熔，以防，止在后來的高溫處理中熔融或者粘連，通常在100- 300℃范圍內進行。
②碳化熱處理有機化合物在惰性氣氛中加熱到1000- 2000 C時，非碳原子（氮、氧、氧等）將逐步被驅除，碳含量逐步增加，固相間發生一系列脫氫、環化、交聯和縮聚等化學反應，此階段稱為脫碳過程，形成由小的亂層石墨晶體組成的碳纖維。
③石墨化熱處理 當溫度升到2000- 3000℃時，非碳原子進一步排除，反應形成的六角平面逐步增加，排列也較規則，取向度顯著提高，由二維亂層石墨結構向三維宵序結構轉化，此階段稱為石墨化過程，形成的石墨纖維彈性模量大大提高。陔步驟不是每種碳纖維都必需的。
一般地，采用以上方法制備的碳纖維還需進一步制備成為預成型體，尤其對于制備碳／碳復合材料，其增強體一般都是由碳纖維編織成的預成型體。預成型體是一命多孑L體系，含有大量空隙。如三維碳／碳復合材料中常用的9 2—3結構的預成型體中的纖維含量僅有40%．也就是說其中空隙就占60%。
對于碳／碳復合材料，其預成型體可分為單向、二維和三維，甚至可以是多維方式，大多采用編織方法制備。在制備圓桶、圓錐或圓柱等預成型體時需要采用計算機控制來進行編織。
地址：http://www.lnykhxj.cn/jishu/488.html
本文“先進陶瓷復合材料增強體的制備”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2015-04-11 15:23:17
科眾陶瓷是專業的工業陶瓷加工生產廠家，可來圖來樣按需定制，陶瓷加工保證質量、交期準時！
有疑問請點擊咨詢客服
- 上一頁：先進陶瓷復合材料概念及分類
- 下一頁：氧化鋯陶瓷棒及氧化鋁陶瓷棒的區別
