● 摘要
化学气相渗透（CVI）是制备高性能C/C复合材料飞机刹车盘的首选方法。目前，得到大规模工业应用的只有均温式CVI工艺。国内C/C刹车盘批量生产采用的工艺方法是均温压差式CVI工艺，炭源气体为丙烯气（简称“丙烯气CVI工艺”）。该工艺的主要缺点是生产周期长（一般在1000小时左右），对设备污染大，设备维护费用高。为了提高CVI增密速率，缩短C/C刹车盘生产周期，降低生产成本，现研究另一种工艺方法，即采用天然气作为炭源气的均温压差式快速CVI工艺（简称“天然气CVI工艺”）。本文紧扣这一目标，主要开展了以下几个方面的研究工作。（1）对C/C刹车盘制备关键设备化学气相渗透炉（CVI炉）结构进行了重大改进，改进后的CVI炉具有增密快、炭源气利用率高、便于维护以及可应用于工业化规模生产的突出优点。（2）系统研究了工艺条件（如温度、气体流量、压力等）对C/C复合材料致密化与热解炭（PyC）结构的影响，并得到了预制件致密化与获得粗糙层（RL）结构PyC的最佳工艺条件。（3）首次采用天然气CVI工艺制备出C/C刹车盘1：1大样，并对大样的力学性能、物理性能及摩擦磨损性能进行了研究。