题目：泡沫炭增强炭/炭复合材料的制备及性能研究

炭/炭（C/C）复合材料由于其独特的性能和应用价值在航空航天、军用领域得到广泛应用。然而，C/C复合材料制造工艺复杂、技术难度大、原材料价格昂贵、制备周期长、制品成本长期以来居高不下，限制了其在民用领域的应用。 本研究用酚醛树脂、固化剂、发泡剂等原材料，经过发泡、固化、炭化制备出新型泡沫炭预制体。该预制体制备工艺简单，原材料来源丰富，制备成本低廉。本研究利用泡沫炭代替炭纤维作为增强体，制备出新型泡沫炭增强C/C复合材料。 采用天然气作为沉积气体，在1100℃、炉压3KPa、气体流量0.5m3/h的工艺参数条件下，对泡沫炭预制体进行增密，再用沥青浸渍/炭化对预制体进一步致密化，使泡沫炭增强C/C复合材料的密度从0.18～0.34g/cm3升到1.34～1.45g/cm3。 显微结构分析表明，增加预制体中炭纤维含量，使更多炭纤维穿过泡沫炭孔壁裸露在韧带外，导致更多微裂纹的产生。在化学气相沉积（CVD）过程中，裸露的炭纤维和裂纹增大了预制体与沉积气体的接触面积，使预制体内部增加了更多热解炭生长点，因此提高了泡沫炭增强C/C复合材料的沉积速率。 泡沫炭增强C/C复合材料的弯曲强度、抗拉强度随炭纤维体积分数的增加而增加。当炭纤维体积分数从0％增加到10％，弯曲强度、抗拉强度分别增大了31.5％、30.1％。而随炭纤维体积分数的增加，泡沫炭增强C/C复合材料的压缩强度先增加后降低。当纤维体积分数为7％时，泡沫炭增强C/C复合材料的压缩强度达到峰值，为43.5MPa。断口分析表明，泡沫炭增强C/C复合材料破坏方式表现为脆性断裂，这是由于基体炭和泡沫炭的脆性、材料内部存在大量的孔隙、裂纹等缺陷引起的。