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供应炭炭复合材料坩埚/大规格碳碳坩埚/炭炭大坩埚
来源:江南石墨   作者:江南石墨

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供应炭炭复合材料坩埚,大规格碳碳坩埚,C/C复合材料大坩埚

  炭炭复合材料(C/C复合材料)是指以炭纤维或其织物为增强相,以化学气相渗透的热解炭或液相浸渍-炭化的树脂炭、沥青炭为基体组成的一种纯炭多相结构。它源于1958年,美国Chance-Vought公司由于实验室事故,在炭纤维树脂基复合材料固化时超过温度,树脂炭化形成C/C复合材料。

  炭炭复合材料(C/C复合材料)是一种新型高性能结构、功能复合材料,具有高强度、高模量、高断裂韧性、高导热、隔热优异和低密度等优异特性,在机械、电子、化工、冶金和核能等领域中得到广泛应用,并且在航天、航空和国防领域中的关键部件上大量应用。我国对C/C复合材料的研究和开发主要集中在航天、航空等高技术领域,较少涉足民用高性能、低成本C/C复合材料的研究。目前整体研究还停留在对材料宏观性能的追求上,对材料组织结构和性能可控性、可调性等基础研究还相当薄弱,难以满足国民经济发展对高性能C/C复合材料的需求。因此,开展高性能C/C复合材料的基础研究具有重大的科学意义和社会、经济效益。

  技术规格

 

项目 数值
堆积密度(g/cm3) 1.45~1.7g
抗弯强度(MPa)  80~150    
抗压强度(MPa)  120~180
拉伸强度(MPa)  >60
剪切强度(MPa)  50~60
层间剪切强度 (MPa)  >12
拉伸模量(GPa)  25~30
断裂应变(%)  0.2~0.8
热膨胀系数(10-6/k)  0.5~1.3
电阻率( μΩ.m )  15~26
热导率(W/m.k)  30~50
热处理温度(°C)   >12
退火温度(℃) 2000
孔隙率(%)  8~25
灰份含量(ppm)  300

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炭炭复合材料制品

  产品工艺流程图

 

炭炭复合材料制品工艺流程

  应用领域


  •加压烧结•燃料燃气技术•化学加工•医疗技术•绝缘技术•太阳能技术•水晶技术•热处理•高压烧结模具•高温紧固件•表和型材•STC-TCS转换器和单晶硅生长炉零件•耐高温部件的火箭发动机•飞机碳刹车•PECVD炉

  具体应用

  1、刹车领域的应用

  C/C复合材料刹车盘的实验性研究于上世纪1973年第一次用于飞机刹车。目前,一半以上的C/C复合材料用做飞机刹车装置。高性能刹车材料要求高比热容、高熔点以及高温下的强度,C/C复合材料正好是赢了这一要求,制作的飞机刹车盘重量轻、耐高温、比热容比钢高2.5倍,同金属刹车相比,可节省40%的结构重量。碳刹车盘的使用寿命是金属的5~7倍,刹车力矩平稳,刹车时噪音小,因此碳刹车盘的问世被认为是刹车材料发展史上的一次重大的技术进步。目前法国欧洲动力、碳工业等公司已经批量生产C/C复合材料刹车片,英国邓禄普公司也已大量生产C/C复合材料刹车片,用于赛车、火车和战斗机的刹车材料。

  2、先进飞行器上的应用

  导弹、载人飞船、航天飞机等 ,在再入环境时飞行器头部受到强激波, 对头部产生很大的压力,其最苛刻部位温度可达2760℃,所以必须选择能够承受再入环境苛刻条件的材料。设计合理的鼻锥外形和选材,能使实际流入飞行器的能量仅为整个热量1%~10%左右。对导弹的端头帽,也要求防热材料在再入环境中烧蚀量低,且烧蚀均匀对称,同时希望它具有吸波能力、抗核爆辐射性能和全天候使用的性能。三维编织的 炭/炭复合材料,其石墨化后的热导性足以满足弹头再入时由160 ℃至气动加热至1700 ℃时的热冲击要求,可以预防弹头鼻锥的热应力过大引起的整体破坏;其低密度可提高导弹弹头射程,已在很多战略导弹弹头上得到应用。除了导弹的再入鼻锥,炭/炭 复合材料还可作热防护材料用于航天飞机。

  3、固体火箭发动机喷管上的应用

  炭/炭复合材料自上世纪70 年代首次作为固体火箭发动机(SRM) 喉衬飞行成功以来,极大地推动了SRM喷管材料的发展。采用 炭/炭 复合材料的喉衬、扩张段、延伸出口锥,具有极低的烧蚀率和良好的烧蚀轮廓,可提高喷管效率1 %~3%,即可大大提高了SRM 的比冲。喉衬部一般采用多维编织的高密度沥青基炭/炭复合材料,增强体多为整体针刺碳毡、多向编织等,并在表面涂覆SiC以提高抗氧化性和抗冲蚀能力。美国在此方面的应用有:①“民兵2Ⅲ”导弹发动机第三级的喷管喉衬材料; ②“北极星”A27 发动机喷管的收敛段;③MX 导弹第三级发动机的可延伸出口锥(三维编织薄壁 炭/炭 复合材料制品)。俄罗斯用在潜地导弹发动机的喷管延伸锥(三维编织薄壁 炭/炭复合材料制品) 。

  4、炭/炭复合材料用作高温结构材料

  由于 炭/炭 复合材料的高温力学性能,使之有可能成为工作温度达1500~1700 ℃的航空发动机的理想材料,有着潜在的发展前景。

  5、涡轮发动机

  炭/炭复合材料在涡轮机及燃气系统 (已成功地用于燃烧室、导管、阀门) 中的静止件和转动件方面有着潜在的应用前景,例如用于叶片和活塞,可明显减轻重量 ,提高燃烧室的温度 ,大幅度提高热效率。

  6、内燃发动机

  炭/炭复合材料因其密度低、优异的摩擦性能、热膨胀率低,从而有利于控制活塞与汽缸之间的空隙,目前正在研究开发用其制活塞。

  产品特性

  •低密度(1.45-1.7 G/CM3)

  •纤维方向的热膨胀系数低,在高温情况不会变得很脆

  •高抗热震性

  •无热循环载荷下的压力

  •很好的抗蠕变性

  •良好的化学稳定性

  •可调的电气和热性能,依赖于纤维增强材料和热处理

  •可以在温度高达2800度使用,在真空下或惰性气体也能使用

  •良好的导电性能

  •各向异性;

  •弯曲和拉伸强度好,导电性和热传导性的材料具有不同的值

  •导热系数低

  产品生产工艺图

 

炭炭复合材料制品流程

  江南概况

  江南概况:

  江南石墨位于湖南省省会、国家长株潭实验区长沙大河西先导区内。创立于一九九八年底,是我国规模最大的专业研发与生产新型炭材料和高端制品的股份制企业,作为岳麓山国家大学科技园产业孵化的集网络、产业、资本一体化的高科技企业,与湖南大学、中南大学、国防科技大学等多所高等院校进行科研合作,承担并完成了国家“861”、“863”等重点科研攻关项目,获得国家多项科研成果与发明专利,已经成为我国重要的碳石墨科研、教学、制造和出口基地。

  市场领域:

  江南石墨重点开发石墨烯、石墨毡、C/C复合材料、同向性石墨、纯化石墨、复合石墨、抗氧化高温涂料和超大规格的特种石墨等新型炭材料。主要有燃料电池双极板、电解和腐蚀箔阳极板、高温炉热场系统、熔炼坩埚和烧结舟皿、机械轴承和密封、电火花(EDM)模具、石墨制防腐设备等多个系列的终端产品。并以该领域的丰富实践经验和科研成果,提供各种应用解决方案,满足客户各种不同工况条件的功能需要。产品广泛应用于有色冶金、机械电子、石油化工、航空航天、新能源等领域,远销欧美、北非和中东等海外市场。

  发展目标:

  江南石墨以引导炭材料新科技和炭产业发展方向为己任,坚持绿色经济和低碳生活为企业发展经营理念,致力构建国际高端炭技术、产业、投资和贸易资源整合平台与交易中心,采用最先进的系统管理和产、学、研相结合的科技运营模式,正加速推进中国碳谷网、碳谷研究院和以“燃料电池双极板”、“炭/炭复合材料”等产业化项目为重点的碳谷科技园建设,实现中国碳谷梦。将成为新型炭应用领域研发能力最强、产业规模最大、交易平台最广的专业化、集团化、国际化的高科技上市企业。

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