碳碳复合材料行业现如今要面临的几个要点任务

1 降低成本

     C/C 复合材料有“黑色黄金”之称，采用CVI工艺制备的C/C复合材料(密度＞1.75 g/cm3 )成本高达3~4万元/kg。其高昂价格主要来自两方面原因：一是 碳纤维预制体价格高；二是生产周期长。在碳纤维预制体方面，高强高模碳纤维主要依赖进口，国际上碳纤维份额大部分被日本掌控，对于我国碳纤维相关产业的发展产生了较大的阻碍。降低原丝成本、提高碳纤维质量以及开发不同需求的产品是我国碳纤维行业面临的主要挑战。

    在C/C复合材料生产方面，传统CVI法制备C/C复合材料需要1000~2000h的致密化时间，且表面结壳严重，需要多次高温处理及表层去壳处理。虽然开发出多种新型CVI制备工艺，可明显缩短致密化时间，但存在工艺适应性不强、复杂形状难成型和大批量生产等问题，因此，进一步 提高CVI工艺致密化效率、推动高效致密化工艺的工程化应用是关键。

2 提高性能稳定性

    影响C/C复合材料制备的因素很多，碳纤维规格、预制体结构、CVI设备尺寸、致密化温度、压力、气体流量、气体停留时间、气流的分布和走向、热传质方式、冷却温度及速率、气体初始温度等均会对材料微观结构及性能产生影响。另外，在批量生产中，产品形状和批次的不同，对应的工艺参数和工装夹具也不同，这些影响因素若控制不当或控制不够精确，都会使C/C复合材料性能产生很大的分散性，导致材料在服役过程中性能的不稳定。

    因此，需要从密度均匀性、基体织构调控、界面结构控制、工艺规范化等方面入手，针对C/C复合材料构件形状及性能的要求，在预制体质量、热处理工艺、致密化工艺、模具设计、石墨化、基体改性及热防护涂层等方面制定严格的工艺规范，优化制备方法，确保在同一工艺条件下不同时间、不同批次生产制品的组织结构均匀和性能的稳定。

3 提高抗氧化烧蚀性能

    现代高技术武器装备的发展对C/C复合材料高温性能提出了很高的要求，如面向航空发动机热结构部件及高超声速飞行器热防护部件的抗氧化抗烧蚀C/C复合材料的研制，需要在＞1600 ℃热力氧耦合条件下长时间稳定服役，此方面很多关键技术仍需要攻关。尽管国内在基体改性及防护涂层研究方面取得了突出成果，但还需解决大尺寸异型复杂构件表面涂层均匀性及稳定性、全温域防氧化等问题，涂层在不同服役环境下的适应性及其修复也是C/C复合材料抗氧化研究面临的挑战。

4 性能检测标准、评价体系与相关数据库的建立

    目前我国C/C复合材料的制造单位主要采用企业标准进行材料性能的检测，其中部分检测标准源自陶瓷材料或树脂基复合材料的国家标准或美国、欧洲标准，由于不同材料本质特性的不同，测试标准和评价体系存在差异。另外，不同单位采用的测试标准也不一致，造成C/C复合材料性能数据无法横向比较和共享。尤其对于航空发动机热结构材料、航天热防护材料、新型武器装备热结构件用C/C复合材料，相关数据库的建立至关重要。建立普适的、统一的测试标准、评价体系和相关数据库，是C/C复合材料产业化发展亟待突破的另一个关键问题。更多碳碳复合材料信息可查看http://www.jasencc.com