聚芳基乙炔碳/碳复合

超高密度兼顾易石墨化

以聚芳基乙炔树脂为前驱体，通过超高压工艺实现致密化，兼具高石墨化度，不同于传统树脂基碳/碳复合材料的难石墨化问题。

Feng, Jiaxin · 胡平 · 程源 · Yiming, Wang · Nan, Qu · Lu, Zheng · Xun, Liancai · Zhang, Chi · 赵广东 · 张幸红

Journal of Materials Science and Technology 2024

具体参数

密度

{'zh': '1.90', 'en': '1.90'} g/cm³

石墨化度

{'zh': '81', 'en': '81'} %

抗弯强度

{'zh': '146', 'en': '146'} MPa

抗压强度

{'zh': '187', 'en': '187'} MPa

导热系数

{'zh': '147', 'en': '147'} W/(m·K)

线烧蚀率

{'zh': '1.27 × 10⁻²', 'en': '1.27 × 10⁻²'} mm/s

技术优势

前驱体残碳率极高

PAA树脂残碳率高达85 wt.%，远超传统树脂，从根源上减少浸渍-碳化的循环次数，显著缩短致密化周期。

树脂也能石墨化

PAA树脂表现出优异石墨化特性，打破了传统树脂基C/C复合材料难石墨化的局限，实现了81%的高石墨化度。

极端耐烧蚀

在3000 K氧乙炔焰下暴露100秒，线烧蚀率低至1.27 × 10⁻² mm/s，适用于严苛气动加热环境。

应用场景

• 高超声速飞行器热防护：该材料耐3000K烧蚀且导热优异，可直接用于翼前缘、鼻锥等尖锐热端部位。
• 火箭喷管与鼻锥：低烧蚀率与高力学强度确保其在高温高速气流冲刷下保持结构完整。
• 高导热复合材料结构：147 W/(m·K)的高导热系数适于快速散热，可用于高功率密度热管理部件。
• 抗烧蚀组件：1.27×10⁻² mm/s的极低烧蚀率满足长时间极端热环境下的尺寸稳定要求。