Effects of Preform and Pyrolytic Carbon Structure on Thermophysical Properties of 2D Carbon／Carbon Composites

制备了针刺毡、短纤维树脂模压、碳布叠层3种预制体，其碳纤维体积含量均为40％。采用化学气相沉积工艺制备了4种C／C复合材料：针刺毡+粗糙体热解碳(具有两种定向热解碳组织)、短纤维+树脂和热解碳、碳布+光滑体热解碳复合材料，对其进行2500℃保温2h的高温热处理。在0～900℃，研究了预制体结构和热解碳组织对二维C／C复合材料的热膨胀系数、比热容、热扩散率、导热系数等热物理性能影响。研究发现：预制体和热解碳结构对C／C复合材料热物理性能有强烈影响。0～900℃，4种材料的热膨胀系数都非常小，与温度近似的成线性关系，且几乎具有相同的斜率，在一定条件下，其值呈现负热膨胀性质；0～900℃，4种材料都有高的导热系数，但作为温度的函数，其值随预制体结构、热解碳组织和传热方向而变化，x-y向的导热系数(25．6～174W／(m·℃))比z向的(3．5～50W／(m·℃))高几倍。