碳纤维内部抗氧化技术和抗氧化涂层的要求

1.内部抗氧(Oxygen)化技术

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内部抗氧(Oxygen)化技术是从两方面来解决C/C复合材料的抗氧化问题(Emerson)，其一是改进纤维的抗氧化问题，其二是改进基体材料的抗氧化性。
 
　　(1)改进纤维的抗氧(Oxygen)化(抗氧化自由基)性能
  纤维抗氧(Oxygen)化性能的提高的手段有两种，一是提高纤维的石墨(化学式C )化度，从而提高纤维的抗氧化性，另一种方法是在纤维的表面进行涂层，使纤维得到保护。

 
　　(2)提高C/C材料(Material)基体的抗氧化（oxidation)性
  
可以通过加入氧化（oxidation)抑制剂的方法来提高C/C材料(Material)基体的抗氧化(抗氧化自由基)性，如加入含磷(P)化合物等，通过磷与氧的作用，使氧失去氧化活性，从而达到抗氧化的目的，但效果并不理想。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。另外一种方法是在基体中加入抗氧化组分，如重金属、陶瓷(原料:非金属矿物)等可以提高C/C复合材料的抗氧化性，还可以在基体中加入有机硅、有机钛（Ti)等，使基体C被SIC和TIC取代也可达到抗氧化的目的。
一般来说，内部抗氧化方法，只能解决1000℃以下的C/C复合材料(Material)的氧化防护问题(Emerson)，更高温度的抗氧化问题的解决还需要与其他抗氧化技术相结合。
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  2.抗氧化（oxidation)涂层的基本要求

 
　　①抗氧(Oxygen)化涂层的氧气渗透（Osmosis)率要低，能够有效阻止氧的侵入。

 
　　②抗氧化涂层要能最大化减少碳向外扩散，这点对含有氧化物的涂层尤为重要，因为氧化物易被C还原。

 
　　③涂层与基体碳之间要能良好结合，形成比较高的结合强度。对多层涂层来说，各层之间也要有良好的结合强度，以免分层或掉落。

 
　　④涂层与基体、涂层的各层之间的热膨胀(inflate)系数要尽可能接近，避免在较大的热应力作用下涂层出现裂纹或剥落。
 
　　⑤涂层要能承受一定的压力和冲击力，及耐腐蚀性，以保证C/C复合材料(Material)的使用性能。 123456

 
　　⑥涂层与基体及涂层之间在高温下不能相互反应，可发生高温分解。碳纤维配件一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。
 
　　⑦涂层材料(Material)的蒸汽压（vapor pressure)要低，以防止涂层的挥发。碳纤维配件“外柔内刚”，质量比金属铝轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。