碳/碳复合材料液相气化热梯度CVI制备反应机理及热解碳结构研究

寻求一种快速低成本制备C/C方法一直是材料科学领域的研究难点和热点之一。最近，申请人发明了一种全新的制备C/C的方法－液相气化热梯度CVI法，6h可制备出密度1.7克/立方厘米的C/C，简化了沉积过程，提高了前驱体（碳源）利用率，降低了能源消耗。本项目针对此新工艺，首先建立反应室内反应物（气化烃）浓度和预制体内温度分布等关键参数的表征方法，设计新装置实现对上述参数的控制与调节，主要研究气化烃转变为热解碳过程中的物质扩散和热量交换，气化烃成分、浓度和温度对热解碳形成速率的影响机理，以及成分、浓度和温度协同作用下对热解碳结构的控制机制，并分析热解碳结构与C/C宏观物化性能的内在联系等。.通过研究，揭示该工艺的本质特性和快速致密的原因，阐明决定热解碳形成速率的关键因素和形成理想热解碳结构的工艺条件，实现C/C的快速制备并能获得所需的热解碳结构以满足性能要求。