块体炭炭复合材料制备及其导热性能研究(2)
3.1 沥青软化点测试结果 22
3.2 三种热处理方法块体碳碳复合材料的表观密度 22
3.3 三种热处理方法炭炭复合材料的开孔率 24
3.4 XRD分析 25
3.5 高导热炭炭复合材料的表面形貌分析（SEM） 27
3.6 原料配比对制备的炭炭复合材料热导率的影响 28
3.6.1 原料配比对炭炭复合材料孔隙率影响 29
3.6.2 孔隙率对炭炭复合材料导热性能影响 30
3.7不同处理热处理方法对炭炭复合材料的导热性能影响 31
3.7.1 不同热处理方法对材料比热容的影响 31
3.7.2 不同热处理方法对材料热扩散系数导热系数影响 32
4 实验小结与展望 33
4.1 实验小结 33
4.2 展望 34
致谢 35
参考文献 36
1 绪论
碳/碳复合材料（c-c composite or carbon-carbon composite material）是碳纤文及其织物增强的碳基体复合材料。具有低密度(<2.0g/cm3)、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能 好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点，是目前在1650℃以上应用的少数备选材料，最高理论温度更高达2600℃，因此被认为是最有发展前途的高 温材料之一。碳/碳复合材料由于其独特的性能，已广泛应用于航空航天、汽车工业、医学方面等领域，如火箭发动机喷管及其喉衬、航天飞机的端头帽和机翼前缘的热防护系统、飞机刹车盘等。
块体碳碳复合材料的意思就是将煤沥青做为粘结剂，天然鳞片石墨作为填料经过一系列的热处理后得到高性能的可以用作各种需要耐高温的场所的新型复合材料。
1.1 炭炭复合材料概述
随着现代工业、国防科技以及航空航天技术的高速发展，新材料、新技术的研究和开发有着决定性的意义。炭炭复合材料以其高温强度高、热膨胀系数小、良好的自润滑性及较高的热导率等一系列优异性能，被认为是一种极有发展前途的新型耐高温导热材料，并已广泛应用于航天航空领域，如航天飞行器高功率装置散热、表面防护层的热结构材料、导弹和飞行器的鼻锥体，固体火箭发动机的喷管以及高速喷气飞机的刹车副等。
碳元素是ⅣA族元素，原子结构中未充满电子的2p轨道有四个，因而碳原子不仅存在多个杂化轨道而且具有多种同素异形体，所以其具有结构丰富、性能多样的特点。随着科技的发展，无机非金属碳材料已经从金刚石、石墨、碳黑和活性碳等传统材料，发展到富勒烯、炭纤文、泡沫碳、碳纳米管和石墨烯等多种形态的新型碳材料，尽管如此，碳材料的家族仍在不断的壮大。
导热炭基功能材料相比于金属、陶瓷等材料具有如下诸多优点：
（1）导热系数比较高。高导热炭材料的导热系数可高达5000-6000W/(m•K)，远远高于金属材料，采用此等材料制作散热元件，势必大幅提高散热效率。
（2）表观密度比较小。金属铜的密度高达8.96g/cm3，而制成的导热C/C复合材料的密度一般仅为1.50-2.0g/cm3，铜的密度是其密度的5-6倍，因而采用炭材料作为导热元件，将大大减轻设备的重量。
（3）较高的比强度和比模量值。比强度是指材料的强度与密度之比值，比模量指材料的模量与密度之比值。钢的比强度和比模量分别为0.13和26，而碳纤文和环氧树脂制备得的C/C复合材料的比强度和比模量却可高达1.02和95。当材料的强度和模量要求一定时，采用炭基功能材料可以大幅度减轻构件或制品的重量。
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