碳纤维复合材料石墨化处理

　　碳纤维复合材料一般在2400℃开始相变，由乱层结构向三维有序结构转变，由于毡基碳/碳复合材料由CVD碳、树脂碳、纤维碳三种碳组成，所以在相变中相互影响是必然的，CVD碳易石墨化，而其余两种属非石墨化碳，但在2700℃以上的温度下石墨化度可达60%-80%，其原因有人认为是高温下树脂碳收缩，纤维碳膨胀两者之间的应力促进了树脂碳的相变，提高了毡基碳/碳复合材料的石墨化能力。
 

（图示:碳纤维材料）

 

　　在石墨化处理后，制品出现的问题主要是裂纹、分层。分层主要系毡的纵向强度低引起，属先天不足，而纵向开裂原因较为复杂，总结起来有三种原因:

 

　　1、在CVD工艺中由于采取内热热梯度法造成密度差，在热环境中引起应力，在石墨化中该应力释放，其值超过了强度值，引起裂纹。

 

　　2、石墨化时升降温过程中，内外温差大，引起足够大的热应力导致裂纹。

 

　　3、碳毡基体中原有的缺陷如夹渣、结焦成为裂纹发源地，而毡的纤维不连续不能有效地阻止裂纹的发展，从而开裂。

 

　　当然尺寸效应也是很大的，超过φ400的制品，开裂的比率较φ400以下的要高。这一点可以在热应力公式中得到解释。推荐阅读：碳纤维加工成型工艺有哪些