常用的致密化工艺是化学气相沉积法和液相浸渍法。若采用化学气相沉积法，形成碳 基体的先驱物有碳氢化合物，如甲烷、丙烯、天然气等：采用液相浸渍法，先驱物有热固 性树脂，如酚醛树脂、糠醛树脂等，热塑性沥青，如煤沥青、石油沥青。 化学气相沉积工艺是最早采用的一种碳/碳复合工艺。主要步骤是，碳纤维织物预制体 放入专用CVD炉中，加热至所要求的温度，通入碳氢气体，这些气体分解并在织物的碳 纤维周围和空隙中沉积碳（称作热解碳）。最常用的源气是甲烷，沉积温度通常在 800-1500℃，沉积压力为0.1MPa至几百Pa 液相浸清工梦是生产石思材料的传统工梦，目前已成为制浩碳/碳复合材料的一种主要 工艺。按形成基体的浸渍剂可分为树脂浸渍和沥青浸渍，还有沥青树脂混浸工艺：按浸渍 压力可分为低压、中压和高压浸渍工艺。 树脂浸渍工艺的典型流程是，预制体置于浸渍罐中，在真空状态下用树脂浸没预制体 再充气加压使树脂浸透预制体。浸渍温度为50℃左右，浸渍压力逐次增加至3-5MPa。浸 遗树脂的样品放入固化罐中加压固化，树脂固化后，将样品放入碳化炉中，在氮气或氩气 保护下进行碳化，升温速度控制在10-30℃h。最终碳化温度1000℃保温1h。重复进行树 脂浸渍和碳化过程，以减少制品中的空隙，达到致密化的要求 沥青浸渍工艺常采用煤沥青或石油沥青作为浸渍剂，先进行真空浸渍，然后加压浸渍。 将装有织物预制的容器放入真空罐中抽真空，同时将沥青放入熔化罐中抽真空并加热到 250℃使历青融化，然后将溶化的沥青从落化襟中注入到盛有预制体的容器中，使沥青浸 没预制体。待样品容器冷却后，移入加压浸渍罐中，升温，在250℃进行加压浸渍，随后 升温至600700C进行加压碳化。一般把浸清碳化压力为1卫a左右的工艺称为低压碳化 浸渍工艺：几至十儿MPa的称为中压浸渍碳化工艺：采用儿十甚至上百MPa浸渍碳化压 力的工艺称高压浸渍碳化工艺。 D石墨化 对致密化的碳碳复合材料进行高温热处理，常用温度为2400-2800℃，在这一温度下 N、H、O、K、Na、Ca等杂质元素逸出，碳发生晶格结构的转变，这一过程称为石墨化： 石墨化处理后，碳/碳复合材料的强度、热膨胀系数均降低，热导*、热稳定性、抗氧化性 以及纯度都有所提高。石墨化程度的高低主要取决于石墨化温度。沥青碳容易石墨化，在 2600℃进行热处理无定形碳的结构就可转化为石墨结构。酚醛树脂碳化以后往往形成玻璃 碳，石墨化比较困难，需要较高的温度(2800℃以上)和极慢的升温速度。 E碳碳复合材料的机械加工和抗氧化处理 可以用一般石墨材料的机械加工方法对碳/碳复合材料粗品进行加工。由于碳/碳复合 材料成本昂贵和有些以沉积碳为基体的碳/碳复合材料质地过硬，需要采用金刚石丝锯或金 刚石刀具进行下料和加工。 在有氧存在的气氛下，碳/碳复合材料在400℃以上就开始氧化。防止碳/碳复合材料高 温抗氧化的主要措施是在碳/碳复合材料表面施加抗氧化涂层，使C与O2隔开。硅基陶瓷 (SiC、SiN4)在高温时具有低氧化速率，较硬且耐烧蚀。SiC具有以上优点并且原料易 得，在碳/碳复合材料表面渗上一层SC涂层，能有效地防止碳/碳复合材料在高温使用时 被氧化。在碳/碳复合材料表面形成SiC涂层的方法有两种。一种是采用固体扩散渗SiC 艺，己用来为航天飞机制造抗氧化碳/碳复合材料鼻锥帽和机翼前缘。另一种方法是化学气 相沉积法，可为航天飞机制造CS℃机翼前缘和盖板式防热结构。采用硅基陶瓷涂层防扩 29