Kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffverbundstoffe oxidieren in Umgebungen mit hohen Temperaturen leicht. Kohlenstofffaserverstärkte Kohlenstoffverbundstoffe (wie kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff (Cf/C) und kohlenstofffaserverstärkter Siliziumkarbid (Cf/SiC)) neigen in Hochtemperatur- und Sauerstoffumgebungen zur Oxidation und Ablation, was zu einer erheblichen Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften von Kohlenstofffasern führt und deren Anwendung in Hochtemperaturumgebungen einschränkt.
Antioxidationsmethoden
Auswahl geeigneter Kohlenstofffasern: Hochwertige, hoch-oxidationsstabile-Kohlenstofffasern sind die Grundlage für die Verbesserung der antioxidativen Kapazität von Verbundwerkstoffen.
Oberflächenbehandlung: Erhöhen Sie die Oberflächendichte und -glätte durch chemische Gasphasenabscheidung, physikalische Gasphasenabscheidung und elektrochemische Oxidation, um den Eintritt von Sauerstoffmolekülen zu reduzieren.
Antioxidantien hinzufügen: Fügen Sie während des Herstellungsprozesses Antioxidantien wie Aluminiumoxid und Siliziumoxid hinzu, um die antioxidative Kapazität von Verbundwerkstoffen zu verbessern.
Kontrollieren Sie die Temperatur und die Zeit der Wärmebehandlung: Kontrollieren Sie die Temperatur und die Zeit der Wärmebehandlung angemessen, um Oxidations- und Wärmeausdehnungsprobleme zu vermeiden.
Silica-Beschichtung verwenden: Tragen Sie eine Silica-Schicht auf die Oberfläche des Verbundmaterials auf, um die antioxidative Kapazität zu erhöhen und die Wärmestrahlung zu reduzieren.
Anti-Oxidationsbeschichtungstechnologie: Durch die Verbesserung und Optimierung des Beschichtungsvorbereitungsprozesses werden die Haftfestigkeit der Beschichtung und die Anti-Oxidationsfähigkeit bei ultra-hohen Temperaturen verbessert. Beispielsweise werden eine SiC/SiO₂-Beschichtung und eine SiC-ZrO₂-MoSi₂-Ni-Verbundbeschichtung auf der Oberfläche von Kohlenstofffasern mithilfe eines modifizierten Sol-Gel--Emulsionsverfahrens und eines Verbundelektroplattierungsverfahrens hergestellt, was die Anti-Oxidationsleistung erheblich verbessert.