本书为“航空材料科学与工程丛书”之一，系统整理了西北工业大学李贺军院士碳/碳复合材料研究团队近年来在碳/碳复合材料领域的部分研究成果，综述了碳/碳复合材料的性能、特征及应用领域，重点介绍了碳/碳复合材料的制备工艺，并讨论了各种工艺参数对材料性能的影响，分析了碳/碳复合材料的微观和宏观结构特点，阐述了碳/碳复合材料抗氧化、抗烧蚀的原理与方法，为航空航天领域高性能碳/碳复合材料的工程应用提供重要的理论依据和技术参考。内容主要包括：碳/碳复合材料的制备工艺、组织结构、微纳多尺度强韧化，以及高导热碳/碳复合材料，抗烧蚀碳/碳复合材料，抗氧化碳/碳复合材料。
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总序
前言
第1章 绪论 1
1.1 C/C复合材料的概念 1
1.2 C/C复合材料的分类 1
1.3 C/C复合材料的性能特点 2
1.4 C/C复合材料的发展历程 4
1.5 C/C复合材料的应用 7
1.6 小结 17
参考文献 18
第2章 碳/碳复合材料制备工艺 21
2.1 碳纤维及预制体的选择 21
2.2 化学气相渗透 39
2.2.1 碳源的气相裂解 41
2.2.2 PAH的表面吸附及热解炭的形成 47
2.2.3 复杂孔隙内传质行为及表面吸附沉积过程 49
2.3 CVI工艺的常见改进方法 55
2.3.1 热梯度CVI工艺 55
2.3.2 等温强制流动CVI 58
2.3.3 脉冲CVI工艺 60
2.3.4 化学液相气化沉积工艺 64
2.3.5 催化CVI工艺 70
2.4 液相浸渍-碳化工艺 73
2.4.1 浸渍液的关键作用 74
2.4.2 浸渍前驱体选择与碳化工艺 84
参考文献 88
第3章 碳/碳复合材料的组织结构 91
3.1 基体碳的分类 91
3.1.1 热解炭 91
3.1.2 沥青炭 94
3.1.3 树脂炭 96
3.1.4 玻璃碳 98
3.2 晶态碳材料 100
3.2.1 金刚石 101
3.2.2 石墨 101
3.2.3 晶态混杂复相碳材料 104
3.3 热解炭的微观结构和织构表征 107
3.3.1 热解炭的微观结构 107
3.3.2 热解炭的织构表征 111
3.4 影响热解炭微观结构的因素 121
3.4.1 制备工艺对热解炭微观结构的影响 121
3.4.2 静态热处理对热解炭微观结构的影响 132
3.4.3 动态激光热处理对热解炭微观结构的影响 136
3.5 热解炭织构对C/C复合材料热物理性能的影响 139
3.5.1 热解炭织构对C/C复合材料热膨胀性能的影响 139
3.5.2 热解炭织构对C/C复合材料导热性能的影响 140
3.6 热解炭对C/C复合材料力学性能的影响 141
3.6.1 热解炭织构对C/C复合材料力学性能的影响 141
3.6.2 多层级热解炭对C/C复合材料力学性能的影响 155
3.7 小结 166
参考文献 167
第4章 碳/碳复合材料微纳多尺度强韧化 173
4.1 引言 173
4.2 微/纳米颗粒增韧C/C复合材料 173
4.2.1 微/纳米颗粒改性工艺 174
4.2.2 纳米颗粒增韧C/C复合材料微观结构及力学性能 175
4.3 碳纳米管增韧C/C复合材料 184
4.3.1 碳纳米管引入工艺 184
4.3.2 碳纳米管增韧C/C复合材料微观结构及力学性能 187
4.4 碳纳米纤维增韧C/C复合材料 192
4.4.1 碳纳米纤维引入工艺 192
4.4.2 碳纳米纤维增韧C/C复合材料微观结构及力学性能 195
4.5 陶瓷纳米线增韧C/C复合材料 204
4.5.1 陶瓷纳米线制备及生长机制 204
4.5.2 SiCnw增韧C/C复合材料 212
4.5.3 Si？N？nw增韧C/C复合材料 220
4.5.4 HfCnw增韧C/C复合材料 231
4.5.5 ZrCnw增韧C/C复合材料 237
4.6 微纳多尺度结构增强体 242
参考文献 250
第5章 高导热C/C复合材料 254
5.1 引言 254
5.2 航天热控用高导热C/C复合材料 254
5.2.1 主要应用领域 255
5.2.2 影响热导率的主要因素 259
5.3 航天热防护用高导热C/C复合材料 287
5.3.1 主要应用领域 288
5.3.2 抗烧蚀性能研究 290
5.4 小结 327
参考文献 327
第6章 抗烧蚀C/C复合材料 331
6.1 抗烧蚀方案 332
6.2 C/C复合材料的烧蚀行为及机制 334
6.2.1 氧乙炔烧蚀 335
6.2.2 等离子烧蚀 337
6.2.3 激光烧蚀 341
6.2.4 风洞烧蚀 350
6.3 基体改性技术 356
6.3.1 反应熔渗工艺 360
6.3.2 浸渍裂解工艺 369
6.3.3 化学气相渗透工艺 379
6.4 抗烧蚀涂层技术 383
6.4.1 基体改性+涂层工艺 384
6.4.2 涂层体系 390
6.4.3 基体涂层协同改性 397
6.4.4 分区改性工艺 402
6.5 抗烧蚀C/C复合材料前景展望 404
参考文献 404
第7章 抗氧化C/C复合材料 415
7.1 引言 415
7.2 C/C复合材料的氧化行为 416
7.2.1 C/C复合材料的氧化过程 416
7.2.2 温度对C/C复合材料氧化行为的影响 417
7.2.3 氧化气氛对C/C复合材料氧化行为的影响 419
7.2.4 C/C复合材料的微观结构对其氧化行为的影响 426
7.3 C/C复合材料改性技术 428
7.3.1 纤维改性法 428
7.3.2 基体改性法 429
7.4 抗氧化涂层的制备工艺 431
7.4.1 包埋熔渗法 432
7.4.2 化学气相沉积法 435
7.4.3 超音速等离子喷涂法 439
7.4.4 料浆法 441
7.4.5 水热电泳沉积法 442
7.4.6 溶胶-凝胶法 444
7.4.7 气相渗硅法 445
7.4.8 放电等离子烧结 446
7.4.9 其他方法及发展趋势 448
7.5 抗氧化涂层的材料体系 448
7.5.1 玻璃涂层 449
7.5.2 金属涂层 450
7.5.3 陶瓷涂层 451
7.6 涂层抗氧化性能测试方法及氧化行为 465
7.6.1 涂层静态氧化测试 465
7.6.2 涂层动态变温氧化 466
7.6.3 涂层氧化行为 468
7.7 C/C复合材料高温抗氧化涂层的研究前景与展望 473
参考文献 474
关键词索引 481
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