题目：模压炭基复合材料的研究

炭纤维增强炭基复合材料（C/C复合材料）具有密度小、强度高的优点，且具有热膨胀系数低、热稳定性好、耐摩擦、耐磨损和耐烧蚀等一系列优良性能，是具有发展潜力的热结构材料和摩擦磨损材料，目前已广泛应用于航空航天、工业、电子机械和生物等技术领域。本文先通过热压成型工艺制备出具有较好的层间界面结合状态的CFRP复合材料预制体，再采用高温裂解法成功制备出具有良好弯曲性能和断裂行为，且缺陷结构较少的C/C复合材料。得出的主要结论如下：

选用炭纤维布预浸料进行热压成型，固化温度为120℃，固化压力为0.4MPa，升温速率2℃/min，制备出一系列密度为1.42~1.46g/cm3的CFRP预制体。并采用高温裂解法对制备的CFRP预制体进行炭化处理，以氮气为保护气体，同时在0~400℃、400~700℃和700~1000℃进行阶梯升温，分别保温1~3h。最终，一次性制备出密度为1.34g/cm3左右的C/C复合材料。

对所制备的C/C复合材料进行微观形貌观察，发现C/C复合材料具有较好的组织形貌，孔隙直径较小且结构均匀，仅出现微小裂纹，树脂对纤维具有很好的浸润性，层间结合紧密，呈现较好的界面状态。

研究发现胶层厚度对C/C复合材料的弯曲性能产生一定的影响：当胶层厚度为一层（0.2mm）时，C/C复合材料的弯曲强度达48.17MPa，比未涂胶时提高了9.3%，比胶层厚度为三层（0.6mm）时提高了22.3%，且弯曲模量最大、体积收缩最小；同时发现胶层厚度为一层时，C/C复合材料仅出现微小裂纹，裂纹沿着基体扩散后消失于基体中，呈韧性断裂，纤维与基体层间结合性更好。

研究发现炭化时的升温速率对C/C复合材料弯曲性能和缺陷结构也有一些影响：当升温速率为2℃/min时，未涂胶的C/C复合材料弯曲强度达43.70MPa，弯曲模量达10.42GPa，比升温速率为5℃/min时分别提高了15.9%和20.3%，并且呈现韧性断裂；升温速率为2℃/min时，制备出的C/C复合材料孔隙直径较小且分布均匀，内部仅出现微小裂纹，弯曲测试后仅发生弯曲，并未出现分层开裂现象。