航空刹车用cc复合材料的结构及其性能研究

《航空刹车用cc复合材料的结构及其性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要本文采用炭布叠层、CVD工艺制备出C／C复合材料，结合与俄罗斯合作研制的短纤维随机取向、CVDC／C复合材料及国外已用于飞机制动的同类材料，以结构、石墨化度为主线，以航空刹车为运用背景，在研究了材料结构的基础上，进一步研究了其物理性能、摩擦磨损性能、力学性能和热性能，用结构揭示了性能，并讨论了相关因素对这些性能的影响。通过对比分析，明确了适合于飞机刹车用C／C复合材料应具备的结构和性能，找出了自制材料与国外材料的差异，并对产生这些差异的本质原因进行了分析，为进一步制备出性能优良的航空刹车C／C复合材料指明了方向。j(i)研究了C／C复合材料的偏振光显微结构及纤维分布、取向特点，获

2、得了相关材料的偏光结构及纤维分布的结构特点，明确了国外材料预成型体中的纤维增强方式。(ii)研究了C／C复合材料的体积密度、石墨化度、微晶尺寸和硬度等重要物理性能，找到了结构与这些性能之间的关联，讨论了相关因素对各项性能的影响。首次把XRD分峰软件运用于C／C复合材料石墨化度的测定中，而且与前人不同，采用对(004)面衍射，一方面提高了测试精度，另一方面发现了自制材料与国外材料在石墨化度问题上的本质不同，借助喇曼光谱，作了进一步的研究，证实了XRD结果的可靠性。(iii)用惯性测功仪分别模拟了飞机在正常着陆、超载着陆和终止起飞条件下的刹车过程，研究了C／C复合材料的摩擦磨损性能，明确

3、了这种用途下材料应具备的摩擦磨损性能特点。进一步对体积密度、结构、石墨化度、纤维增强方式、压力、能量、摩擦面温度、湿度等影响因素进行了研究与分析，提出了合理的摩擦磨损机理，并用这一机理，结合外界影响因素较好地解释了制动过程中摩擦磨损性能的变化。(iv)研究了C／C复合材料的力学性能，获得了适用于航空刹车C／C材料应有的力学性能值范围，讨论了体积密度、结构、石墨化度、纤维含量及其增强方式对性能的影响，进一步研究了材料的断裂行为和韧性，确定了不同结构材料所对应的断裂模式。’(v)研究并测定了C／C复合材料在两个方向上的导热系数，获得了可应用于航空刹车C／C材料对导热性能的要求。结合声子导

4、热机理，讨论了体积密度、结构、石墨化度、纤维增强方式和温度对材料导热系数的影响，并研究了热处理温度对材料导热系数的影响，分析了自制材料导热系数低的本质原因。、、-f川关键词：C／C复合材料，结构彳／体积密度，石墨化度，摩擦磨损性能，力学性能，导热系数ABSTRACTWitllplainwovenclothofcarbonyarnsreinforced．isothermalCVIdensifiedandwithrandomlychoppedcarbonfibrereinforced，thermalgradientCVIdensified，twokindsofcarbon—carbonc

5、ompositeshavebeensuccessfullyfabricatedrespectively．Combincdwiththematedalshavingbeenusedasbrakeforaeroplane，thephysicalandmechanicalproperties，thefrictionandweaLthetherlTlalconductivitywerestudiedrespectivelyunder也ebackgroundofairplanebrakeapplicationafterthemicrostructureofthesematerialshadbe

6、eninvestgated．Theeffectsofthemicrostructure．thedegreeofgraphitizationandotherfactorson廿1esepropertieswerediscussed．Bycomparingtheresults，themicrostructureandthepropertyofcarbon—carboncompositesllitableforaeroplanebrakewereobtained．alSOdi脏rencesbetweentheself-madematerialsandtheforeignmaterialsw

7、hichhasbeenusedonairplanewerefound．Theessentialcauseswhichledtothesediffefenceswerefurtheranalyzedinordertomanufacturenewcarbon-carbonbrakematerialwithmoreexcellentproperties．(i)Bystudyingtheoptcaimicrographunderpolarizedlightillu