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碳碳復(fù)合材料軍事化領(lǐng)域運用在什么地方
1、剎車領(lǐng)域的應(yīng)用
C/C復(fù)合材料剎車盤的實驗性研究于上世紀1973年第一次用于飛機剎車。一半以上的C/C復(fù)合材料用做飛機剎車裝置。高性能剎車材料要求高比熱容、高熔點以及高溫下的強度，C/C復(fù)合材料正好是贏了這一要求，制作的飛機剎車盤重量輕、耐高溫、比熱容比鋼高2.5倍，同金屬剎車相比，可節(jié)省40%的結(jié)構(gòu)重量。碳剎車盤的使用壽命是金屬的5~7倍，剎車力矩平穩(wěn)，剎車時噪音小，因此碳剎車盤的問世被認為是剎車材料發(fā)展史上的一次重大的技術(shù)進步。法國歐洲動力、碳工業(yè)等公司已經(jīng)批量生產(chǎn)C/C復(fù)合材料剎車片，英國鄧祿普公司也已大量生產(chǎn)C/C復(fù)合材料剎車片，用于賽車、火車和戰(zhàn)斗機的剎車材料。
2、先進飛行器上的應(yīng)用
導(dǎo)彈、載人飛船、航天飛機等 ,在再入環(huán)境時飛行器頭部受到強激波， 對頭部產(chǎn)生很大的壓力，其最苛刻部位溫度可達2760℃,所以必須選擇能夠承受再入環(huán)境苛刻條件的材料。設(shè)計合理的鼻錐外形和選材，能使實際流入飛行器的能量僅為整個熱量1%～10%左右。對導(dǎo)彈的端頭帽,也要求防熱材料在再入環(huán)境中燒蝕量低，且燒蝕均勻?qū)ΨQ,同時希望它具有吸波能力、抗核爆輻射性能和全天候使用的性能。三維編織的 C/ C復(fù)合材料，其石墨化后的熱導(dǎo)性足以滿足彈頭再入時由160 ℃至氣動加熱至1700 ℃時的熱沖擊要求，可以預(yù)防彈頭鼻錐的熱應(yīng)力過大引起的整體破壞;其低密度可提高導(dǎo)彈彈頭射程，已在很多戰(zhàn)略導(dǎo)彈彈頭上得到應(yīng)用。除了導(dǎo)彈的再入鼻錐，C/ C 復(fù)合材料還可作熱防護材料用于航天飛機。
3、固體火箭發(fā)動機噴管上的應(yīng)用
C/ C 復(fù)合材料自上世紀70 年代首次作為固體火箭發(fā)動機(SRM) 喉襯飛行成功以來，極大地推動了SRM噴管材料的發(fā)展。采用 C/ C 復(fù)合材料的喉襯、擴張段、延伸出口錐，具有極低的燒蝕率和良好的燒蝕輪廓，可提高噴管效率1 %～3%,即可大大提高了SRM 的比沖。喉襯部一般采用多維編織的高密度瀝青基C/ C復(fù)合材料，增強體多為整體針刺碳氈、多向編織等,并在表面涂覆SiC以提高抗氧化性和抗沖蝕能力。美國在此方面的應(yīng)用有：①“民兵2Ⅲ”導(dǎo)彈發(fā)動機第三級的噴管喉襯材料； ②“北極星”A27 發(fā)動機噴管的收斂段；③MX 導(dǎo)彈第三級發(fā)動機的可延伸出口錐(三維編織薄壁 C/ C 復(fù)合材料制品)。俄羅斯用在潛地導(dǎo)彈發(fā)動機的噴管延伸錐(三維編織薄壁 C/ C復(fù)合材料制品) 。
4、C/ C 復(fù)合材料用作高溫結(jié)構(gòu)材料
由于 C/ C 復(fù)合材料的高溫力學(xué)性能，使之有可能成為工作溫度達1500～1700 ℃的航空發(fā)動機的理想材料,有著潛在的發(fā)展前景。
5、渦輪發(fā)動機
C/ C 復(fù)合材料在渦輪機及燃氣系統(tǒng) (已成功地用于燃燒室、導(dǎo)管、閥門) 中的靜止件和轉(zhuǎn)動件方面有著潛在的應(yīng)用前景,例如用于葉片和活塞，可明顯減輕重量 ,提高燃燒室的溫度 ,大幅度提高熱效率。
6、內(nèi)燃發(fā)動機
C/ C 復(fù)合材料因其密度低、優(yōu)異的摩擦性能、熱膨脹率低，從而有利于控制活塞與汽缸之間的空隙，目前正在研究開發(fā)用其制活塞。更多碳碳復(fù)合材料信息可查看http://www.yingyu.ac.cn
