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高性能C/C復合材料已通過產品化技術成功制備。由于碳納米纖維的引入，它們在預制體中形成網(wǎng)絡結構，在復合材料的孔隙中具有物理交聯(lián)作用和架橋作用，使得制備的復合材料的彎曲強度、模量和層間剪切強度都有很大提高。碳含量(質量分數(shù))為5%的復合材料的彎曲強度、模量和層間剪切分別達到157MPa、40GPa和14.5MPa，比未添加納米碳纖維的復合材料分別提高了21.5%、33.5%和40.7%。同時，隨著碳納米纖維的加入，由于碳納米纖維的準三維石墨結構、高長徑比和大的微晶寬度，及其網(wǎng)絡結構提供的連續(xù)聲子傳播通道，以及在其表面共軛π鍵的誘導，高溫熱解碳氫化合物生成的苯或多環(huán)芳烴在其生長過程中會定向堆積排列，從而熱解出具有高光學活性和高石墨化的粗糙體。因此，碳納米纖維的加入也大大改善了C/C復合材料。
預制體是C/C復合材料的增強骨架，直接決定或影響后期制備的復合材料的力學、熱物理和摩擦性能。目前，用于制備C/C復合材料的預制體成型技術主要有三種，即短纖維樹脂成型、碳纖維布層壓和針刺整體氈技術。碳纖維布層壓板制備的C/C復合材料主要存在原材料成本高、層間剪切強度低的缺點，而孔隙率高、界面結合弱、隨機取向的短纖維增強復合材料力學性能不高。針刺整體氈增強的C/C復合材料由于纖維連續(xù)，擴散通道較多，不僅有利于快速致密化，而且為聲子提供了較長的平均自由程振動通道，使其具有良好的導熱性能和力學性能。所以目前國內外主要使用。為了進一步提高C/C復合材料的性能，降低其制備成本，人們正在研究在預制體成型技術中用全泡沫碳預制體代替價格昂貴的碳纖維預制體。理查德·H等人已經開始在國外嘗試這項工作。國內已經制備了整體泡沫預制體，并采用化學氣相滲透技術成功制備了這種C/C復合材料。材料密度達到1.4 g/cm 3，抗壓強度達到23MPa。然而，預制體成型過程中的發(fā)泡、固化、碳化、高溫熱處理和致密化等基礎理論和技術仍需進行系統(tǒng)深入的研究。
同時，碳纖維具有高強度、高彈性、高剛性等優(yōu)良特性，使人們對其增強復合材料充滿期待。而且由于碳納米管端面碳五元環(huán)的存在，其反應性增強，在外界高溫和其他反應性物質存在的情況下，容易被其他組分滲透，從而形成復合物。基于納米碳纖維的這些優(yōu)點，國內開展了用納米碳纖維和碳纖維增強C/C材料的研究工作。在復合材料預制體中，長纖維作為支架，是第一增強體，碳納米纖維作為第二增強體，采用化學氣相滲透。
