C/C復(fù)合材料預(yù)制體的研究進(jìn)展

孫 樂(lè), 王 成, 李曉飛, 李 恒, 葉夢(mèng)苑, 安 沖

（西安航空學(xué)院 材料工程學(xué)院，西安 710077）

C/C復(fù)合材料兼有碳的惰性和碳纖維的高強(qiáng)度，具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度和比彈性模量高、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱率低、抗熱沖擊性能好、耐燒蝕性好和耐摩擦磨損等一系列的優(yōu)異性能，更重要的是這種材料在惰性氣氛下隨著溫度的升高（可達(dá)2200 ℃）其強(qiáng)度不降低，甚至比室溫條件下還高，這都是其他材料無(wú)法比擬的，因此，C/C復(fù)合材料被廣泛應(yīng)用在導(dǎo)彈彈頭和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、飛機(jī)剎車(chē)盤(pán)、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件等方面[1-5]。

碳纖維預(yù)制體是C/C復(fù)合材料最基本的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體（增強(qiáng)相）。它是由碳纖維的長(zhǎng)絲或短切絲，通過(guò)紡織、編織或其他方法等制成的具有特定外形的紡織品、編織品的一類(lèi)碳纖維預(yù)成形體的總稱，是復(fù)合材料的骨架。預(yù)制體不僅決定了纖維的體積含量和纖維方向，而且影響復(fù)合材料中孔隙幾何形狀、孔隙的分布和纖維的彎扭程度。預(yù)制體結(jié)構(gòu)同時(shí)也決定了纖維性能是否有效傳遞到復(fù)合材料以及影響基體的浸潤(rùn)和固化過(guò)程[6]。預(yù)制體技術(shù)是C/C復(fù)合材料最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一，決定著C/C復(fù)合材料的性能，但目前系統(tǒng)介紹C/C復(fù)合材料預(yù)制體的文章較少。本文綜述預(yù)制體的研究進(jìn)展，著重介紹目前廣泛應(yīng)用在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管和飛機(jī)剎車(chē)領(lǐng)域的C/C復(fù)合材料預(yù)制體的制備方法和性能，提出今后預(yù)制體研究應(yīng)解決的問(wèn)題。

1 C/C復(fù)合材材料預(yù)制體

C/C復(fù)合材料預(yù)制體的制備屬于紡織業(yè)范疇，它的分類(lèi)繁多，目前應(yīng)用在喉襯和剎車(chē)領(lǐng)域的C/C復(fù)合材料預(yù)制體，大致可以歸為三類(lèi)：（1）針刺預(yù)制體（2.5D織物）；（2）細(xì)編穿刺預(yù)制體（3D織物）；（3）軸棒編織預(yù)制體（4D 織物）。

1.1 針刺預(yù)制體（2.5D 織物）

針刺預(yù)制體是將經(jīng)裁剪的碳布和網(wǎng)胎（短纖維無(wú)序分布的薄氈）進(jìn)行鋪疊，用一種帶有倒向鉤刺的特殊刺針，將堆疊好的碳布和網(wǎng)胎在厚度方向進(jìn)行針刺。刺入時(shí)，倒鉤帶住網(wǎng)胎中的纖維運(yùn)動(dòng)，倒鉤針回升時(shí)，纖維脫離鉤刺以幾乎垂直狀態(tài)留在氈體內(nèi)，從而在厚度方向引入纖維，使網(wǎng)胎成為一體，同時(shí)由于摩擦作用而使網(wǎng)胎壓縮，形成平面和層間均有一定強(qiáng)度的準(zhǔn)三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)體[7-9]。常見(jiàn)刺針的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

嚴(yán)格地說(shuō)，針刺預(yù)制體也是一種3D織物，只是其Z向纖維并不都是連續(xù)地貫穿整個(gè)織物，而是相鄰的Z向纖維一次規(guī)則地后退一個(gè)或幾個(gè)碳布厚度層距，因而一般稱為2.5D。針刺預(yù)制體克服了2D鋪層預(yù)制體層間強(qiáng)度弱的缺點(diǎn)，同時(shí)又克服了3D編織預(yù)制體工藝復(fù)雜、成本高的弱點(diǎn)，是目前各國(guó)爭(zhēng)相采用的一種多用途、高技術(shù)含量的預(yù)制體成型技術(shù)[8]。這類(lèi)預(yù)制體國(guó)內(nèi)外主要有以下幾種。

1.1.1 Novoltex和Naxeco

以法國(guó)歐洲動(dòng)力裝置公司（SEP）發(fā)明的Novoltex[10-14]和Naxeco[15]為代表。SEP公司于20世紀(jì)90年代被Snecma Propulsion Solide（SPS）公司收購(gòu)，故后期有關(guān)針刺技術(shù)的報(bào)道主要出自法國(guó)SPS公司[8]。Novoltex預(yù)制體采用預(yù)氧化纖維布/預(yù)氧化纖維網(wǎng)胎。圖2為Novltex針刺預(yù)制體增強(qiáng)模式示意圖。每層鋪層后都進(jìn)行針刺，預(yù)制體厚度方向的每一部分具有同等數(shù)量的貫穿纖維，具有良好的均勻性，適合制備形狀復(fù)雜和需要精確機(jī)加的部件，使C/C復(fù)合材料各個(gè)方向都具有良好的力學(xué)性能，包括螺紋連接需要的高剪切強(qiáng)度。Novoltex針刺技術(shù)突出優(yōu)點(diǎn)是能制造低成本的C/C復(fù)合材料；易于工業(yè)化；適用于生產(chǎn)厚度方向變化大、復(fù)雜形狀和需要敏感機(jī)加的部件。基于上述優(yōu)點(diǎn)和預(yù)制體的成型工藝，在平板和錐形預(yù)制體上大量應(yīng)用[16-17]。圖3所示為采用Noveltex的C/C復(fù)合材料。Noveltex最早應(yīng)用在亞利安5號(hào)運(yùn)載火箭喉襯，此外在飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)也有應(yīng)用，如圖4所示。據(jù)報(bào)道在RL10B和the Vinci engine的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)出口錐采用Novoltex預(yù)制體C/C復(fù)合材料，其直徑可達(dá)2.5 m[16]。

碳纖維模量較高，抱合力較差，在針刺過(guò)程中容易損傷，針刺性能不好。所以，很多針刺預(yù)制體不直接采用碳纖維，而選擇預(yù)氧化纖維。預(yù)氧化纖維是由碳纖維原絲在張力作用下于空氣中加熱預(yù)氧化處理后得到的中間產(chǎn)品[2]。預(yù)氧化纖維具有適中的強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和抗針刺損傷能力，因此作為針刺技術(shù)的原材料被廣泛應(yīng)用，技術(shù)相對(duì)成熟[19]。Novoltex的預(yù)氧化纖維布一般采用緞紋布，它的經(jīng)紗和緯紗交織頻度少，彎折程度小，纖維磨損小，強(qiáng)度保持率較高。

采用了預(yù)氧化纖維在預(yù)制體完成后，首先需要進(jìn)行碳化工藝將預(yù)氧化纖維轉(zhuǎn)變?yōu)樘祭w維，然后再進(jìn)行致密化工藝。在碳化工藝過(guò)程中，預(yù)氧化纖維會(huì)發(fā)生一系列的物理和化學(xué)變化，產(chǎn)生收縮，可能導(dǎo)致嚴(yán)重形變，特別是對(duì)內(nèi)型面復(fù)雜、不易加工的制品，型面要依靠碳化芯?；驒C(jī)加保證，技術(shù)上難度較大。研究表明，預(yù)氧化纖維針刺氈在碳化后，質(zhì)量損失約50%，體積收縮約15%[19]，所以，預(yù)氧化纖維針刺氈在碳化過(guò)程中容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，發(fā)生分層。

制備連續(xù)碳纖維時(shí)，碳纖維在碳化工藝中需要牽伸，以克服其收縮，保證良好的微晶結(jié)構(gòu)和擇優(yōu)取向[2]。針刺氈的預(yù)氧化纖維碳化是在無(wú)張力的情況下進(jìn)行，最終形成的碳纖維強(qiáng)度較低；受碳化產(chǎn)率的影響，最終制品的纖維體積分?jǐn)?shù)較低[19]。為了省去碳化工藝和保證預(yù)制體的強(qiáng)度，SEP公司在Novoltex的基礎(chǔ)上研制了新一代針刺氈——Naxeco。與Novoltex不同，Naxeco采用碳布/碳纖維網(wǎng)胎針刺，省去了高溫碳化工藝，節(jié)省時(shí)間和經(jīng)費(fèi)；纖維力學(xué)性能提高，可提高最終制品性能和可靠性等。圖5為Novoltex和Naxeco的區(qū)別。圖6所示為采用Naxeco的C/C復(fù)合材料。在P80噴管設(shè)計(jì)中多個(gè)部件采用naxeco預(yù)制件[20]，如圖7所示。

事實(shí)上，每一種形狀的制品如圓柱體、錐形、鐘形以及平板等均設(shè)計(jì)有專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，制作薄壁回轉(zhuǎn)體構(gòu)件時(shí)，Novoltex預(yù)制體針刺時(shí)纖維沿子午線和錐體的環(huán)向排布，帶狀織物邊纏繞邊針刺，Naxeco預(yù)制體針刺時(shí)纖維沿 ± 45°方向鋪設(shè)，示意圖見(jiàn)圖8。

1.1.2 整體氈

以上海大學(xué)生產(chǎn)的針刺整體氈為代表，采用預(yù)氧化纖維作為主要的原材料，其主要的工藝路線為圖9所示。針刺整體氈與Novoltex幾乎是同一時(shí)期發(fā)明的，制備工藝和結(jié)構(gòu)也比較類(lèi)似，最大的區(qū)別是其只有網(wǎng)胎層，沒(méi)有預(yù)氧化纖維布層。針刺整體氈是將網(wǎng)胎逐層堆疊針刺到所需高度，因此，孔隙結(jié)構(gòu)比Novoltex更為均勻，廣泛應(yīng)用在各種形狀制品中[22]，也可用于隔熱材料[23]。由于沒(méi)有預(yù)氧化纖維布層的連續(xù)纖維增強(qiáng)，因此強(qiáng)度較低。此種預(yù)制體全采用短切預(yù)氧化纖維，需要嚴(yán)格控制后續(xù)的碳化工藝，防止預(yù)制體由于收縮而產(chǎn)生分層。

預(yù)氧化纖維整體氈密度一般在0.15～0.30 g/cm3。尹健等[24]研究發(fā)現(xiàn)在較高壓強(qiáng)（12～14 MPa）條件下，針刺整體氈C/C復(fù)合材料整體喉襯燒蝕均勻，燒蝕型面光滑、燒蝕率低，但因軸向纖維少及軸向強(qiáng)度較低，接近喉徑部位的收斂部位和喉徑部位易產(chǎn)生分層。左勁旅等[25]研究了整體氈體積分?jǐn)?shù)對(duì)CVD的影響，發(fā)現(xiàn)纖維體積分?jǐn)?shù)低的整體氈沉積時(shí)增重率高，纖維體積分?jǐn)?shù)高的整體氈容易獲得較高密度的C/C復(fù)合材料。因此針刺整體氈C/C復(fù)合材料均勻性好，抗熱化學(xué)燒蝕能力強(qiáng)，線燒蝕率低；但其弱點(diǎn)也十分明顯，由于纖維體積含量低（8.5%～12.5%），不連續(xù)，其拉伸、彎曲、層間剪切等力學(xué)性能是幾種類(lèi)型C/C復(fù)合材料中最低的，抗機(jī)械剝蝕能力也較差，在高壓強(qiáng)燃?xì)饬鞴r下，易沖刷成深溝槽等缺陷[26-27]。

1.1.3 無(wú)緯布/網(wǎng)胎針刺預(yù)制體

圖10為碳纖維無(wú)緯布/碳纖維網(wǎng)胎預(yù)制體示意圖。它將無(wú)緯布和網(wǎng)胎交替鋪疊，無(wú)緯布層0°和90°交替鋪放，然后采用針刺方法，將網(wǎng)胎短纖維帶到Z向，使預(yù)制體成為整體[28]。無(wú)緯布/網(wǎng)胎針刺預(yù)制體與Naxeco比較類(lèi)似，所不同的是將緞紋布替換成無(wú)緯布。

碳纖維表面光滑，抱和性差，脆性大不抗折，伸長(zhǎng)率低。為了使碳纖維易于梳理成網(wǎng)胎，一般會(huì)對(duì)碳纖維進(jìn)行高溫蒸汽或化學(xué)改性處理（如用抗靜電整理劑及柔軟劑處理），使得碳纖維變得柔軟，去除靜電，表面粗糙度明顯提高，有利于增強(qiáng)纖維抱合力，使之適于成網(wǎng)，且可針刺性好，易于后續(xù)針刺得到永久轉(zhuǎn)移的Z向纖維[29]。圖11為無(wú)緯布/網(wǎng)胎針刺預(yù)制體的生產(chǎn)工藝。預(yù)制體密度一般在0.30～0.70 g/cm3。我國(guó)部分民用飛機(jī)裝備的碳剎車(chē)盤(pán)使用此類(lèi)預(yù)制體[30-31]。

Hong等[32]發(fā)現(xiàn)具有低密度的針刺C/C復(fù)合材料具有良好的隔熱和抗燒蝕性能。白瑞成等[33]發(fā)現(xiàn)預(yù)制體孔隙是影響后續(xù)致密化速度的主要原因：預(yù)制體中的孔隙分布較窄，氣孔平直則致密化速度較快；預(yù)制體中的孔隙分布較寬，氣孔彎曲則致密化速度較慢。劉建軍等[34]研究結(jié)果表明，隨針刺深度增大，復(fù)合織物密度增大，X-Y向和Z向抗拉強(qiáng)度均存在極值；隨針刺密度增加，復(fù)合織物X-Y向抗拉強(qiáng)度下降，而復(fù)合織物密度和Z向抗拉強(qiáng)度則存在極值。Hu等[35]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)預(yù)制體密度為0.5 g/cm3時(shí)，相比0.4 g/cm3和0.6 g/cm3，C/C復(fù)合材料具有較高的抗彎強(qiáng)度。王毅等[36]對(duì)針刺預(yù)制體纖維排布對(duì)C/C復(fù)合材料力學(xué)性能影響進(jìn)行了研究，結(jié)果表明[0°/90°/–45°/+45°]排布方式的 C/C 復(fù)合材料綜合性能表現(xiàn)良好，具有較好韌性。Chen等[37]研究了無(wú)緯布和網(wǎng)胎的體積比對(duì)C/C復(fù)合材料性能的影響，當(dāng)體積比從7∶3變到6∶4時(shí)，材料的抗彎強(qiáng)度和模量都有所增加。

無(wú)緯布/網(wǎng)胎針刺預(yù)制體最大特點(diǎn)是： 層間剪切強(qiáng)度高，超細(xì)結(jié)構(gòu)的孔隙分布均勻，易于致密化成型，材料的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)性能均勻，燒蝕率與針刺整體氈C/C復(fù)合材料相當(dāng)。其弱點(diǎn)是： 厚度方向針刺纖維不連續(xù)，材料的抗拉強(qiáng)度不高[24]；但由于針刺碳纖維預(yù)制體實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，成本較低，在飛機(jī)剎車(chē)領(lǐng)域已占據(jù)了碳纖維預(yù)制體的主導(dǎo)地位[26, 38]。

1.1.4 其他針刺預(yù)制體

國(guó)內(nèi)針刺預(yù)制體成型技術(shù)除了上述的整體氈和碳布/碳纖維網(wǎng)胎結(jié)構(gòu)外，還有碳布/預(yù)氧絲網(wǎng)胎針刺預(yù)制體，碳布可以是平紋、斜紋、緞紋、無(wú)緯布等。國(guó)外制造飛機(jī)剎車(chē)盤(pán)的企業(yè)，如法國(guó)Messier-Bugatti公司、美國(guó)Goodrich公司利用預(yù)氧化長(zhǎng)纖維（PANOF）與短切預(yù)氧化纖維網(wǎng)胎層疊形成立體織物，經(jīng)過(guò)針刺、碳化等工藝過(guò)程來(lái)制備預(yù)制體[39]。

1.2 細(xì)編穿刺 3D 織物

細(xì)編穿刺3D織物是機(jī)織碳布與正交非織造三向織物的組合織物。其成型工藝為：將碳布置于Z向鋼針矩陣上端，在穿刺模板的推動(dòng)下，與Z向鋼針矩陣整體穿刺，并沿鋼針下移、加壓密實(shí)。重復(fù)以上過(guò)程至設(shè)定的高度后，再由碳纖維逐一替代Z向鋼針，制成碳布整體穿刺[40-42]。其工藝流程如圖12所示。

細(xì)編穿刺織物每層碳布已預(yù)先交織成為一個(gè)整體，再通過(guò)與Z向鋼針矩陣整體組合穿刺，碳布受“張緊擠壓”作用，增加了碳布與Z向的摩擦作用，Z向絲束或碳棒取代鋼針后，碳布與Z向絲束整體捆綁，由此，細(xì)編穿刺織物不僅X-Y向交織連接，而且X-Y向與Z向高摩擦捆綁，大大增加了細(xì)編穿刺織物的整體結(jié)構(gòu)，提高織物體積密度（可達(dá)0.7～0.9 g/cm3）。細(xì)編穿刺織物成型時(shí)由于X-Y向碳布層疊、整體加壓密實(shí)，與Z向鋼針穿刺，使織物Z向與X-Y向形成許多相互連通的孔隙，從而有利于織物致密化工藝時(shí)碳基體的填充，減短了達(dá)到設(shè)定密度的致密化周期[43-44]。Han等[45]研究發(fā)現(xiàn)細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料的X-Y和Z向具有不平衡燒蝕的現(xiàn)象。張巍[46]揭示了超高溫條件下細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料的斷裂機(jī)理：在溫度和載荷的作用下，基體內(nèi)的孔洞和微裂紋逐漸融合、擴(kuò)展、長(zhǎng)大，纖維/基體界面結(jié)合減弱、脫開(kāi)，形成大的裂紋并沿著纖維/基體界面迅速擴(kuò)展，使得材料的性能退化，最終在薄弱截面破壞。細(xì)編穿刺C/C復(fù)合材料最大特點(diǎn)是：碳纖維體積含量高（40%～45%），抗拉強(qiáng)度和拉伸模量高，優(yōu)于針刺C/C，燒蝕率較好[26,47]。

1.3 軸棒編織織物（4D）

軸棒編織以浸漬樹(shù)脂的碳纖維通過(guò)拉擠工藝制成復(fù)合材料小棒作為基本的編織基元。這種經(jīng)過(guò)固化的硬小棒可以根據(jù)需要制成圓形、方形、多邊形的截面形狀。軸棒編織按照預(yù)制體的形狀和尺寸的要求設(shè)計(jì)特殊的工裝和夾具，用于準(zhǔn)確方便地鋪放和固定碳纖維小棒，最終形成平衡和穩(wěn)定的編織結(jié)構(gòu)[15,48]，如圖13所示，其中4D預(yù)制體的纖維含量可以達(dá)到40%。采用硬棒編織方法可以制作3D、4D、5D……直到高達(dá)13D的多維多向織物預(yù)制體，并可以得到較高的纖維體積含量。以4D織物為例，采用硬棒法編織的預(yù)制體，纖維體積含高，開(kāi)孔率高，遠(yuǎn)優(yōu)于其他多維編織預(yù)制體[40]。

此外，還有軟硬混編的方法，如采用細(xì)碳纖維剛性棒構(gòu)成軸向（Z向）增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)，在垂直于軸向（X-Y 向）的平面上沿 60°，120°，180°三向針織碳纖維紗，組成三維四向預(yù)制體，預(yù)制體密度約為0.60 g/cm3，軸向纖維體積含量為23%[49-50]，如圖14所示。研究表明此材料軸向具有較優(yōu)異的抗燒蝕性能[50]。吳書(shū)鋒等[47]和蘇君明等[51]研究發(fā)現(xiàn)軸棒法編織C/C喉襯燒蝕性能穩(wěn)定、均勻，燒蝕后型面光滑，是適用于高工作壓強(qiáng)、大流量的SRM噴管喉襯材料。軸棒法C/C最大特點(diǎn)是： 織物中70% 以上纖維垂直于燃?xì)饬鞣较?，提高了材料的抗燒蝕性能，且截面內(nèi)的力學(xué)、熱學(xué)、燒蝕性能均勻一致，其燒蝕率較好，性能可表征性強(qiáng)，適于制造大型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的喉襯[26,49,51]。

在編織過(guò)程中，采用不同的編織結(jié)構(gòu)、不同的編織方法、不同的編織工裝和設(shè)備、不同尺寸、不同形狀或性狀的編織基元而制成的預(yù)制體內(nèi)部存在大量結(jié)構(gòu)型的孔洞。結(jié)構(gòu)型孔洞在預(yù)制體內(nèi)呈有規(guī)律的規(guī)則分布，可以分為閉孔型和開(kāi)孔型兩種。閉孔型結(jié)構(gòu)孔彼此孤立，難于形成連通的通道，因而不利于后續(xù)的液相浸漬和化學(xué)氣相滲透。開(kāi)孔型結(jié)構(gòu)孔洞容易貫通連接，便于形成連通的通道，從而有利于復(fù)合致密工藝的實(shí)施，最終提高滲透率和致密效率。具有3D正交結(jié)構(gòu)的織物預(yù)制體容易得到閉孔型的孔洞結(jié)構(gòu)，因而較少采用；而非正交3D織物和其他nD織物則大多形成開(kāi)孔型的孔洞結(jié)構(gòu)[53]。

1.4 其他預(yù)制體

目前除了上述的預(yù)制體外，還有徑棒法編織，即在石墨芯模上按一定的環(huán)向和軸向間隔，沿徑向插入碳纖維剛性棒，形成放射狀徑向棒網(wǎng)絡(luò)，然后將碳纖維軟紗填滿網(wǎng)絡(luò)通道[54]。另外，針對(duì)針刺氈內(nèi)部纖維之間的孔隙小，在化學(xué)氣相滲透（chemical vapor infiltration，CVI）增密過(guò)程中熱解碳容易優(yōu)先沉積在預(yù)制體表面，出現(xiàn)表面孔隙堵塞，阻礙了CVI過(guò)程的繼續(xù)進(jìn)行這一現(xiàn)象，通過(guò)刺針密度的變化，設(shè)計(jì)了一種“中間大、兩頭小”的變密度預(yù)制體[55]。采用此種方法制備C/C復(fù)合材料增密速率較快，且材料表面孔隙不易堵塞，無(wú)需經(jīng)過(guò)表面處理過(guò)程[56]。

2 各類(lèi)預(yù)制體的對(duì)比

各類(lèi)預(yù)制體都有各自的特點(diǎn)，在不同領(lǐng)域發(fā)揮著作用。尤其是針刺預(yù)制體，已在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)C/C喉襯、C/C擴(kuò)張段、飛機(jī)C/C剎車(chē)盤(pán)上等廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)對(duì)于針刺預(yù)制體的研究也比較多[57]。表1為各類(lèi)預(yù)制體C/C復(fù)合材料的性能對(duì)比。

3 結(jié)束語(yǔ)

目前我國(guó)C/C復(fù)合材料預(yù)制體已經(jīng)得到長(zhǎng)足發(fā)展，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者對(duì)針刺氈、細(xì)編穿刺和軸棒法等預(yù)制體從工藝方法、性能特點(diǎn)等進(jìn)行了深入研究，但還存在一定問(wèn)題，如：國(guó)內(nèi)預(yù)制體品種單一，主要以針刺預(yù)制體為主，缺乏新型的三維編織和各種異形編織預(yù)制體的研究；缺乏針對(duì)預(yù)制體孔隙結(jié)構(gòu)對(duì)致密化工藝的影響規(guī)律的深入研究等。制作C/C復(fù)合材料的成本高周期長(zhǎng)，大多應(yīng)用在軍工領(lǐng)域，在民用領(lǐng)域應(yīng)用不廣泛，造成預(yù)制體的研究沒(méi)有較大突破，創(chuàng)新性不高。為了進(jìn)一步提高我國(guó)C/C復(fù)合材料的技術(shù)水平，需要把預(yù)制體作為重點(diǎn)研究方向，針對(duì)現(xiàn)有預(yù)制體的不足，發(fā)展新型預(yù)制體，并加強(qiáng)預(yù)制體孔隙結(jié)構(gòu)、纖維排布等對(duì)C/C復(fù)合材料的力學(xué)、熱物理學(xué)以及后續(xù)致密化工藝的影響的研究，提高C/C復(fù)合材料的性能。

表1 不同預(yù)制體C/C復(fù)合材料的性能對(duì)比[26]Table 1 Comparison of properties of C/C composites with different preforms[26]

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