载气对碳/碳复合材料致密化过程及微观结构的影响

以天然气作为碳源,以H_2和N_2为载气,采用等温化学气相沉积工艺制备碳/碳复合材料。采用偏光显微镜、SEM、万能试验机等表征所制备碳/碳复合材料的微观结构、密度变化和力学性能等。研究了碳源气体与载气比例对碳/碳复合材料致密化速率和热解碳微观结构以及力学性能的影响。结果表明:载气对碳/碳复合材料的致密化速率以及微观结构有重要影响(相对于不添加载气的情况,添加H_2和N_2的混合气体后,碳/碳复合材料的最终密度从1.42g/cm~3提高到1.71g/cm~3,而密度梯度Δρ从0.15g/cm~3降到0.04g/cm~3)。H2对优化气相裂解成分,抑制致密化初期的表面结壳、促进高织构热解碳的形成有显著影响,而N_2则对抑制致密化后期的表面结壳效果显著。