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改善碳/碳復(fù)合材料性能的方法

    C/C復(fù)合材料不同于一般的摩擦材料，其摩擦磨損機(jī)理既有一般摩擦材料的共性，又有其自身的特點(diǎn)。目前還沒(méi)有完整的摩擦磨損理論。木村認(rèn)為摩擦數(shù)高于O.4時(shí)，磨損機(jī)制主要是磨粒磨損；如果低于0.4，主要是氧化磨損。Awasthi等人認(rèn)為潤(rùn)滑膜是在摩擦表面經(jīng)過(guò)破壞、滾動(dòng)、擠壓的過(guò)程形成的；同時(shí)，潤(rùn)滑膜在摩擦的作用下被破壞，導(dǎo)致剝落和磨屑的形成。這些碎片一部分會(huì)被壓成新的潤(rùn)滑膜，如此循環(huán)往復(fù)，另一部分碎片被破壞形成更小的碎片，這些碎片會(huì)落到空氣中形成質(zhì)量損失。因此，碎屑的來(lái)源有兩個(gè):①磨損初期產(chǎn)生的大量碎屑；②潤(rùn)滑層損壞產(chǎn)生的碎屑。此外，C/C-Cu復(fù)合材料中含有具有自潤(rùn)滑性能的碳材料，因此在減摩材料的應(yīng)用方面具有很大的潛力。深入研究C/C-Cu復(fù)合材料的摩擦磨損性能，可以為該材料在摩擦領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

    C/C復(fù)合材料的發(fā)展前景自20世紀(jì)60年代發(fā)明以來(lái)，C/C復(fù)合材料在軍事、航空航天、核能和許多民用工業(yè)領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。但由于C/C復(fù)合材料制造工藝復(fù)雜、技術(shù)難度大、原材料昂貴、產(chǎn)品成本長(zhǎng)期居高不下，其應(yīng)用仍局限于一些工作條件惡劣的零部件，以及其他材料無(wú)法替代的航空航天和軍事領(lǐng)域。目前，在C/C復(fù)合材料的研究領(lǐng)域，最需要解決的問(wèn)題是:研究高效、低成本、快速的制備技術(shù)；研究能在1 800℃以上長(zhǎng)期使用的防氧化涂層；高性能燒蝕C/C復(fù)合材料的研究及其在固體火箭喉襯材料中的應(yīng)用:改善C/C復(fù)合材料的摩擦磨損性能，使其萬(wàn)芳數(shù)據(jù)更適合剎車材料的應(yīng)用。

1.摩擦磨損性能的研究C/C復(fù)合材料具有優(yōu)異的摩擦磨損性能，其摩擦適度且穩(wěn)定是由于6根合成纖維的數(shù)量SFC2011 No.1飛機(jī)剎車用C/C復(fù)合材料的使用壽命提高了近5倍，剎車性能明顯高于粉末冶金剎車材料F-hat。70年代中期，英國(guó)鄧祿普航空公司的C/C復(fù)合材料剎車片首次在協(xié)和式飛機(jī)上試驗(yàn)成功，并得到了很大發(fā)展。它們已廣泛應(yīng)用于高速軍用飛機(jī)和大型高速民航客機(jī):F16、B737、B757、B767、B777和暴風(fēng)雪。目前，航空剎車用C/C復(fù)合材料主要由法國(guó)梅西耶、英國(guó)古德里奇、本迪克斯、固特異和鄧祿普五家公司生產(chǎn)。

2.抗燒蝕性能的提高針對(duì)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管喉襯材料的應(yīng)用，重點(diǎn)是C/C復(fù)合材料的抗燒蝕性能。目前，C/C滲銅(Cu)或C/C滲難熔金屬碳化物(Tac、HfC、Z芘)常被用來(lái)提高C/C復(fù)合材料的抗燒蝕性能，以滿足新一代火箭喉襯材料的需要。