碳/碳復(fù)合材料粘接用膠黏劑應(yīng)用

主要用于C/C復(fù)合材料和石墨材料的粘接。還可用作耐高溫和耐燒蝕膠黏劑。

普通石墨材料粘接前、后性能沒有多大變化，很接近，而且雙面剪切強度略大，因此可認為接合界面強度能滿足

普通石墨材料實際需要。高強石墨材料粘接后分別做雙面剪切強度、彎曲強度、沖擊強度、導(dǎo)電性能等試驗。高強石墨材料粘接前、后性能相差不大，而且彎曲強度和沖擊強度較大。因此可認為接合界面強度可以滿足高強石墨材料的實際需要。

①改性酚醛樹脂的制備:酚醛樹脂是由酚類(苯酚、甲酚、二甲酚等)和醛類(甲醛、乙醛、糠醛等)，在酸或堿催化劑作用下合成的聚合物。改性酚醛樹脂是由硼改性苯酚和甲醛(37%)溶液等在堿催化劑作用下合成的，其配方中硼改性苯酚:甲醛摩爾比為1:(1.5~3.5)之問，最好在1:(2.4~2.8)之問，制備方法為先加入全部的硼改性苯酚和甲醛總量的40%~60%，水浴加熱，水溫保持95℃，攪拌反應(yīng)45~55min，再加入余下的全部甲醛，同時加人40%的Na()H溶液，將反應(yīng)液pH值調(diào)至大于7，繼續(xù)在上述條件下攪拌反應(yīng)充分，大約40min左右，再自然冷卻至室溫即為改性酚醛樹脂，在室溫下，其為黏稠狀溶膠，溶于無水乙醇等。采用蒸發(fā)法測得該改性酚醛樹脂固含量為50%~55%。

②膠黏劑的制備:用無水乙醇(化學試劑)稀釋改性酚醛樹脂溶液[它們體積比=(1.5~2.5):5]，再加入炭黑粉作填料，炭黑粉/改性酚醛樹脂一3%~28%，作為碳素材料或C/C復(fù)合材料粘接表面的初始膠黏劑。初始膠黏劑固化和碳化后的產(chǎn)物作為最終膠黏劑。

③連接方法

試樣制備:碳素材料或C/C復(fù)合材料試樣的接合表面要用細砂紙磨平，保證接合面之間完全接觸，然后用無水乙醇清洗和脫脂處理，再在烘箱中110~130℃下烘干備用。

試樣涂刷初始膠黏劑，在烘干了的試樣表面刷涂初始膠黏劑1~4次，其刷涂方法是:前一次刷涂的初始膠黏劑晾干后，再刷后一次;刷涂好的試樣晾干后，把它們接合在一起，用夾具夾緊;

接合:把上了夾具的試樣放入電阻爐中，使初始膠黏劑在130~150℃空氣中固化1~2h，形成有一定粘接強度的粘接樣;然后再把粘接樣放人有氬氣保護的固化爐(或真空爐，真空度≥20Pa)中炭化:700~1100℃或更高溫度保溫1~2h，通過接合面之間炭化產(chǎn)物的擴散使試樣粘接起來。

目前，碳-碳復(fù)合材料的發(fā)展立足于新工藝、新設(shè)備的研制與發(fā)展，努力降低生產(chǎn)成本，而且努力的想辦法克服自身的缺點。如:碳-碳復(fù)合材料的抗氧化的性能差，目前改善的方法有:浸漬樹脂時加入抗氧化劑;氣相沉碳時加入其它抗氧化元素等等。碳-碳復(fù)合材料還有其它固有的缺點，如在加工方面制造加工的周期太長、可塑性太差、成本太高，這些不足之處在以后的發(fā)展中將會得到解決。