在界面和微观结构水平上研制碳合金

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在石墨(化学式C )晶体中，碳(C)原子的电子轨道是sp2杂化，因而具有强烈的各向异性。碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。碳纤维制品由于碳纤维拥有极高的材质特性，因此碳纤维制品的强度大，硬度高，远超过同体积同重量的金属材质。因此，碳纤维制品在航空、航海、军工等高科技工业领域有着广泛的应用。也正是因为如此，此前世界上碳纤维技术发达的国家（美国、德国、日本、韩国），对于向中国输出碳纤维产品和技术，保持着极其谨慎的态度。即使在目前，我国碳纤维以及碳纤维制品的进口，还受到发达国家的严格控制。碳纤维制品就是指以碳纤维预浸布为原材料，通过不同的加工方法，加工成为能够满足使用要求的材料制品。为了利用这种特性，就必须研究（research)这种构成单位(unit)的大小、形状、位向等微观结构以及对界面状况的依存性。其重要问题(Emerson)是界面和微观结构空间的控制（control)。在此研究中，以C/C复合材料(Material)为中心，用合金(alloy)化思想研究这种碳材料(Material)，进行界面和微观结构控制，设计出更新的材料(Material)和功能。  用合金化的方法可以控制复合材料(Material)的界面和基体组织。在实验（experiment)中，将呋喃树脂(Resin)和5%的细颗粒碳粉混合后，进行超声处理(chǔ lǐ)，在100℃聚合，再在1000℃Ar氛围中进一步热处理，可见碳粒子周围容易石墨化。实验中将碳细颗粒进行预处理，呋喃树脂通过(tōng guò)温度（temperature)控制，或用离子注入法引入碳纤维，可提高界面的性能，可用烧成温度控制C/C复合材料(Material)的界面结构和强度（strength)。  通过控制碳纤维的基体、界面的组织制备出新的碳材料(Material)，并开发出新的功能。可以在碳/碳复合材料(Material)中掺入其他元素得到新的功能，通过碳纤维和基体的改良工艺得到新的微细结构和功能。研究了碳纤维增强h-BN/氧(Oxygen)、氮化物（nitride）系复合材料的制备、常温和高温强度特性。抗拉强度随温度的升高而提高。不同碳纤维经过离子束辐射(Radiation)后，强度发生不同改变。碳纤维系碳合金热扩散系数、热导随温度的上升而下降(descend)，而比热随温度的上升而上升。将Si-Ti-C-O系非晶纤维和莫来石共同烧结(把粉状物料转变为致密体的过程)，可在纤维/莫来石界面间形成10mm厚的石墨层，微晶石(属性：一种新型的装饰建筑材料)墨层的产生，可消除界面应力。

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