碳纖維內部抗氧化技術和抗氧化涂層的要求

1.內部抗氧(Oxygen)化技術

123456

  
內部抗氧(Oxygen)化技術是從兩方面來解決C/C復合材料的抗氧化問題(Emerson)，其一是改進纖維的抗氧化問題，其二是改進基體材料的抗氧化性。
 
　　(1)改進纖維的抗氧(Oxygen)化(抗氧化自由基)性能
  纖維抗氧(Oxygen)化性能的提高的手段有兩種，一是提高纖維的石墨(化學式C )化度，從而提高纖維的抗氧化性，另一種方法是在纖維的表面進行涂層，使纖維得到保護。

 
　　(2)提高C/C材料(Material)基體的抗氧化（oxidation)性
  
可以通過加入氧化（oxidation)抑制劑的方法來提高C/C材料(Material)基體的抗氧化(抗氧化自由基)性，如加入含磷(P)化合物等，通過磷與氧的作用，使氧失去氧化活性，從而達到抗氧化的目的，但效果并不理想。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。另外一種方法是在基體中加入抗氧化組分，如重金屬、陶瓷(原料:非金屬礦物)等可以提高C/C復合材料的抗氧化性，還可以在基體中加入有機硅、有機鈦（Ti)等，使基體C被SIC和TIC取代也可達到抗氧化的目的。
一般來說，內部抗氧化方法，只能解決1000℃以下的C/C復合材料(Material)的氧化防護問題(Emerson)，更高溫度的抗氧化問題的解決還需要與其他抗氧化技術相結合。
1
  2.抗氧化（oxidation)涂層的基本要求

 
　　①抗氧(Oxygen)化涂層的氧氣滲透（Osmosis)率要低，能夠有效阻止氧的侵入。

 
　　②抗氧化涂層要能最大化減少碳向外擴散，這點對含有氧化物的涂層尤為重要，因為氧化物易被C還原。

 
　　③涂層與基體碳之間要能良好結合，形成比較高的結合強度。對多層涂層來說，各層之間也要有良好的結合強度，以免分層或掉落。

 
　　④涂層與基體、涂層的各層之間的熱膨脹(inflate)系數要盡可能接近，避免在較大的熱應力作用下涂層出現裂紋或剝落。
 
　　⑤涂層要能承受一定的壓力和沖擊力，及耐腐蝕性，以保證C/C復合材料(Material)的使用性能。 123456

 
　　⑥涂層與基體及涂層之間在高溫下不能相互反應，可發生高溫分解。碳纖維配件一種含碳量在95%以上的高強度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。
 
　　⑦涂層材料(Material)的蒸汽壓（vapor pressure)要低，以防止涂層的揮發。碳纖維配件“外柔內剛”，質量比金屬鋁輕，但強度卻高于鋼鐵，并且具有耐腐蝕、高模量的特性，在國防軍工和民用方面都是重要材料。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼備紡織纖維的柔軟可加工性，是新一代增強纖維。